Membranska elektroda (sklop membranske elektrode, MEA) jezgra je komponente gorive ćelije membrane za izmjenu protona. Sastoji se od tri dijela: membrane za izmjenu protona (PEM), sloja katalizatora (CL) i sloja za difuziju plina (GDL).
Struktura MEA
Koja je funkcija plinodifuzijskog sloja u MEA?
Vodič zraka i funkcija odvodnje
U PEMFC membranskoj elektrodi, plinski difuzijski sloj uglavnom igra ulogu prijenosa plina i vlage, te je odgovoran za vođenje vodika i kisika u bipolarnoj ploči do katalitičkog sloja, osiguravajući dovoljno plina za reakciju katalitičkog sloja; u isto vrijeme. Voda nastala u procesu prenosi se na bipolarnu ploču kako bi se spriječilo nakupljanje proizvoda u katalitičkom sloju i ometanje daljnjeg napredovanja reakcije. Stoga difuzijski sloj mora biti porozan materijal s dobrom propusnošću zraka i dobrim drenažnim karakteristikama.
Provodna i potporna funkcija
Difuzijski sloj mora imati dobru elektronsku vodljivost, tako da elektroni generirani iz katalitičkog sloja mogu glatko proći kroz difuzijski sloj i kretati se do bipolarne ploče. Uz ove glavne funkcije, difuzijski sloj također osigurava određenu potpornu snagu za membransku elektrodu, a difuzijski sloj je najdeblji dio membranske elektrode, obično veći od 100 μm.
Sloj za difuziju plina uglavnom je izrađen od metalnog sinteriranog filca (titanovog filca ili nikalnog filca) kao sirovine, s poroznošću od 60 do 80 posto. Nakon hidrofobne obrade nastaju hidrofilni kanali i hidrofobni kanali. Hidrofilni kanali mogu pretvoriti sloj katalizatora. Voda u bipolarnoj ploči vodi se u bipolarnu ploču, dok hidrofobni kanali osiguravaju transportne putove za difuziju plina.
filc od sinteriranog nikla
sinterirani titan filc
