膜电极

一、膜电极是什么

膜电极(membrane electrode assembly，MEA)是质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell，PEMFC)的核心部件，为PEMFC提供了多相物质传递的微通道和电化学反应场所

为了实现燃料电池商业化目标，需要制备高功率密度、低Pt载量、耐久性好的MEA。在MEA中除了催化剂以外，各功能层结构、层与层之间的界面都对MEA的性能具有重要影响。

二、原理

氢气通过阳极极板上的气体流场到达阳极，通过电极上的扩散层到达阳极催化层，吸附在阳极催化剂层，氢气在催化剂铂的催化作用下分解为2个氢离子，即质子H＋，并释放出2个电子。一过程称为氢的阳极氧化过程，阳极上发生的反应为：

H2=2H++2e-

在电池的另一端，氧气或空气通过阴极极板上的气体流场到达阴极，通过电极上的扩散层到达阴极催化层，吸附在阴极催化层，同时，氢离子穿过电解质到达阴极，电子通过外电路也到达阴极。在阴极催化剂的作用下，氧气与氢离子和电子发生反应生成水，这一过程称为氧的阴极还原过程，阴极上发生的反应为：

½O2+2H++2e-= H2O

总的化学反应式为：

H2+½O2=H2O

与此同时，电子在外电路的连接下形成电流，通过适当连接可以向负载输出电能，生成的水通过电极随反应尾气排出。