Мембранний електрод (Membrane Electrice Assembly, MEA) є основним компонентом паливного елемента протонообмінної мембрани. Він складається з трьох частин: протонообмінної мембрани (PEM), шару каталізатора (CL) і газодифузійного шару (GDL).
Структура МЕА
Яку функцію виконує газодифузійний шар у МЕА?
Функція повітропроводу та дренажу
У мембранному електроді PEMFC газодифузійний шар головним чином відіграє роль транспортування газу та вологи та відповідає за направлення водню та кисню в біполярній пластині до каталітичного шару, забезпечуючи достатньо газу для реакції каталітичного шару; в той самий час. Вода, що утворюється в процесі, передається на біполярну пластину, щоб запобігти накопиченню продукту в каталітичному шарі та перешкоджати подальшому перебігу реакції. Тому дифузійний шар повинен бути пористим матеріалом з хорошою повітропроникністю і хорошими дренажними характеристиками.
Провідна та опорна функція
Дифузійний шар повинен мати хорошу електронну провідність, щоб електрони, що утворюються з каталітичного шару, могли плавно проходити через дифузійний шар і рухатися до біполярної пластини. На додаток до цих основних функцій, дифузійний шар також забезпечує певну опорну міцність для мембранного електрода, і дифузійний шар є найтовстішою частиною мембранного електрода, зазвичай більше 100 мкм.
Газодифузійний шар в основному виготовлений із металевого спеченого повсті (титанового повсті або нікелевого повсті) як вихідного матеріалу з пористістю від 60 до 80 відсотків. Після гідрофобної обробки утворюються гідрофільні канали і гідрофобні канали. Гідрофільні канали можуть перетворювати шар каталізатора. Вода в біполярній пластині направляється в біполярну пластину, тоді як гідрофобні канали забезпечують транспортні шляхи для дифузії газу.
спечений нікелевий повсть
спечений титановий фетр
