Membranelektroden (membranelektrodemontasje, MEA) er kjernekomponenten i protonutvekslingsmembranbrenselcellen. Den er laget av tre deler: protonutvekslingsmembran (PEM), katalysatorlag (CL) og gassdiffusjonslag (GDL).
Strukturen til MEA
Hva er funksjonen til gassdiffusjonslaget i MEA?
Luftføring og dreneringsfunksjon
I PEMFC-membranelektroden spiller gassdiffusjonslaget hovedsakelig rollen som transport av gass og fuktighet, og er ansvarlig for å lede hydrogenet og oksygenet i den bipolare platen til det katalytiske laget, og gir nok gass til at det katalytiske laget kan reagere; samtidig. Vannet som genereres i prosessen overføres til den bipolare platen for å forhindre at produktet samler seg i det katalytiske laget og hindrer den videre fremdriften av reaksjonen. Derfor må diffusjonslaget være et porøst materiale med god luftgjennomtrengelighet og gode dreneringsegenskaper.
Ledende og støttefunksjon
Diffusjonslaget må ha god elektronisk ledningsevne, slik at elektronene generert fra det katalytiske laget kan passere gjennom diffusjonslaget jevnt og bevege seg til den bipolare platen. I tillegg til disse hovedfunksjonene gir diffusjonslaget også en viss støttestyrke for membranelektroden, og diffusjonslaget er den tykkeste delen av membranelektroden, vanligvis større enn 100 μm.
Gassdiffusjonslaget er hovedsakelig laget av metallsintret filt (titanfilt eller nikkelfilt) som råmateriale, med en porøsitet på 60 prosent til 80 prosent. Etter hydrofob behandling dannes hydrofile kanaler og hydrofobe kanaler. De hydrofile kanalene kan omdanne katalysatorlaget. Vannet i den bipolare platen ledes inn i den bipolare platen, mens de hydrofobe kanalene gir transportveier for gassdiffusjon.
sintret nikkelfilt
sintret titanfilt
