Мембранный электрод (мембранная электродная сборка, MEA) является основным компонентом топливного элемента с протонообменной мембраной. Он состоит из трех частей: протонообменной мембраны (PEM), каталитического слоя (CL) и газодиффузионного слоя (GDL).
Структура МЭС
Какова функция газодиффузионного слоя в МЭБ?
Направляющая воздуха и дренажная функция
В мембранном электроде PEMFC газодиффузионный слой в основном играет роль переноса газа и влаги и отвечает за направление водорода и кислорода в биполярной пластине к каталитическому слою, обеспечивая достаточное количество газа для реакции каталитического слоя; в то же время. Образующаяся в процессе вода переносится на биполярную пластину, чтобы продукт не скапливался в каталитическом слое и не препятствовал дальнейшему протеканию реакции. Поэтому диффузионный слой должен быть пористым материалом с хорошей воздухопроницаемостью и хорошими дренажными характеристиками.
Проводящая и поддерживающая функция
Диффузионный слой должен иметь хорошую электронную проводимость, чтобы электроны, генерируемые каталитическим слоем, могли беспрепятственно проходить через диффузионный слой и двигаться к биполярной пластине. В дополнение к этим основным функциям диффузионный слой также обеспечивает определенную опорную прочность для мембранного электрода, а диффузионный слой представляет собой самую толстую часть мембранного электрода, обычно превышающую 100 мкм.
Газодиффузионный слой в основном изготавливается из металлического спеченного войлока (титанового или никелевого войлока) в качестве исходного материала с пористостью от 60 до 80 процентов. После гидрофобной обработки образуются гидрофильные каналы и гидрофобные каналы. Гидрофильные каналы могут преобразовывать слой катализатора. Вода в биполярной пластине направляется в биполярную пластину, тогда как гидрофобные каналы обеспечивают транспортные пути для диффузии газа.
войлок из спеченного никеля
войлок из спеченного титана
