Тренутни развој мембранских електрода горивих ћелија

Мембранска електрода (МЕА) је основна компонента горивне ћелије, која се састоји од слоја за дифузију гаса, слоја катализатора и мембране за измјену протона. То није само место вишефазног преноса материјала, већ и место хемијске реакције горивне ћелије. Има директан утицај на укупне хемијске перформансе батерије, а њен трошак чини 70% цене реактора.Дакле, мембранска електрода је позната и као "срце" "чипа" горивне ћелије.

Уопштено говорећи, идеалне мембранске електроде морају имати високу густину снаге, ниско оптерећење платине, дугу издржљивост и радни век и друге карактеристике перформанси. Министарство енергетике САД захтева да издржљивост мембранских електрода возила буде а¥5000х до 2020.Густина снаге а¥1В/цм2 називна снага.

У погледу сваке компоненте мембранске електроде, протонска измјењивачка мембрана (ПЕМ) је углавном мембрана перфлуоросулфонске киселине, док су остале композитне мембране, високо селективне мембране, мембране модификоване графеном, високотемпературне мембране и алкалне мембране још у фази истраживања, које су жариште истраживања и гранични правац последњих година.

Катализатор је углавном на бази платине. Тренутно, главни каталитички слој је катализатор платина-угљеник, који је катализатор за подршку подржан платином на активном угљу.Међутим, пошто је платина племенит метал са оскудним ресурсима и високим трошковима, развој катализатора са ниским садржајем платине и катализатора без платине без племенитих метала сматра се кључним правцем за предузећа са мембранским електродама у будућности.

Слој за дифузију гаса је у сендвичу између слоја катализатора и мембране за размену протона, која игра улогу проводљивости, дисипације топлоте и дренаже. Састоји се од слоја микропора и потпорног слоја. Слој микропора се састоји од чађе и хидрофобног агенса, а материјал носећег слоја је углавном угљенични папир.

Постоје четири главна процеса припреме мембранске електроде, а то су метода врућег пресовања, метода градијента, ЦЦМ и наручивање.Међу њима, ЦЦМ усваја директно премазивање од калем до намотаја, сито штампање, прскање и друге методе за прво премазивање катализатора са обе стране мембране за измену протона да би се формирао ЦЦМ, а затим вруће пресовање слоја за дифузију гаса са обе стране ЦЦМ да би се формирају филмску електроду, која је тренутно најраспрострањенија и комерцијално зрела метода припреме на тржишту