Perkembangan semasa elektrod membran sel bahan api

Elektrod membran (MEA) ialah komponen teras sel bahan api, yang terdiri daripada lapisan resapan gas, lapisan pemangkin dan membran pertukaran proton. Ia bukan sahaja tempat penghantaran bahan berbilang fasa, tetapi juga tempat tindak balas kimia sel bahan api. Ia mempunyai kesan langsung ke atas prestasi kimia keseluruhan bateri, dan kosnya menyumbang 70% daripada kos reaktor.Jadi elektrod membran juga dikenali sebagai "jantung" sel bahan api "cip".

Secara umumnya, elektrod membran yang ideal perlu mempunyai ketumpatan kuasa tinggi, beban platinum yang rendah, ketahanan yang panjang dan hayat perkhidmatan dan ciri prestasi lain. Jabatan Tenaga AS memerlukan ketahanan elektrod membran kenderaan hendaklah â¥5000j menjelang 2020.Ketumpatan kuasa â¥1W/cm2 kuasa undian.

Dari segi setiap komponen elektrod membran, membran pertukaran proton (PEM) terutamanya membran asid perfluorosulfonik, manakala membran komposit lain, membran sangat selektif, membran diubah suai graphene, membran suhu tinggi dan membran alkali masih dalam peringkat penyelidikan, yang titik panas penyelidikan dan hala tuju sempadan dalam beberapa tahun kebelakangan ini.

Pemangkin terutamanya berasaskan platinum. Pada masa ini, lapisan pemangkin arus perdana ialah mangkin platinum-karbon, iaitu pemangkin sokongan yang disokong oleh platinum pada karbon teraktif.Walau bagaimanapun, memandangkan platinum ialah logam berharga dengan sumber yang terhad dan kos yang tinggi, pembangunan mangkin platinum rendah dan mangkin logam bukan berharga bebas platinum dianggap sebagai hala tuju utama bagi perusahaan elektrod membran pada masa hadapan.

Lapisan resapan gas diapit di antara lapisan pemangkin dan membran pertukaran proton, yang memainkan peranan pengaliran, pelesapan haba dan saliran. Ia terdiri daripada lapisan mikropori dan lapisan sokongan. Lapisan mikropori terdiri daripada karbon hitam dan agen hidrofobik, dan bahan lapisan sokongan terutamanya kertas karbon.

Terdapat empat proses penyediaan utama elektrod membran, iaitu kaedah menekan panas, kaedah kecerunan, CCM dan pesanan.Antaranya, CCM mengguna pakai salutan langsung gegelung ke gegelung, percetakan skrin, penyemburan dan kaedah lain untuk terlebih dahulu menyalut pemangkin pada kedua-dua belah membran pertukaran proton untuk membentuk CCM, dan kemudian menekan panas lapisan resapan gas pada kedua-dua belah CCM untuk membentuk elektrod filem, yang merupakan kaedah penyediaan yang paling banyak digunakan dan matang secara komersial di pasaran pada masa ini