Electrodul cu membrană (ansamblu electrod cu membrană, MEA) este componenta centrală a celulei de combustibil cu membrană schimbătoare de protoni. Este format din trei părți: membrană schimbătoare de protoni (PEM), strat de catalizator (CL) și strat de difuzie a gazelor (GDL).
Structura MEA
Care este funcția stratului de difuzie a gazului în MEA?
Funcția de ghidare și drenare a aerului
În electrodul cu membrană PEMFC, stratul de difuzie a gazului joacă în principal rolul de a transporta gaz și umiditate și este responsabil pentru ghidarea hidrogenului și oxigenului din placa bipolară către stratul catalitic, furnizând suficient gaz pentru ca stratul catalitic să reacționeze; în același timp. Apa generată în proces este transferată pe placa bipolară pentru a preveni acumularea produsului în stratul catalitic și împiedicarea progresului ulterioar al reacției. Prin urmare, stratul de difuzie trebuie să fie un material poros, cu o bună permeabilitate la aer și cu caracteristici bune de drenaj.
Funcție conductivă și suport
Stratul de difuzie trebuie să aibă o conductivitate electronică bună, astfel încât electronii generați din stratul catalitic să poată trece ușor prin stratul de difuzie și să se deplaseze către placa bipolară. Pe lângă aceste funcții principale, stratul de difuzie oferă, de asemenea, o anumită rezistență de susținere a electrodului cu membrană, iar stratul de difuzie este partea cea mai groasă a electrodului cu membrană, de obicei mai mare de 100 μm.
Stratul de difuzie a gazului este realizat în principal din pâslă metalică sinterizată (pâslă de titan sau pâslă de nichel) ca materie primă, cu o porozitate de 60 până la 80 la sută. După tratamentul hidrofob, se formează canale hidrofile și canale hidrofobe. Canalele hidrofile pot transforma stratul de catalizator Apa din placa bipolară este ghidată în placa bipolară, în timp ce canalele hidrofobe asigură căi de transport pentru difuzia gazului.
pâslă de nichel sinterizat
pâslă de titan sinterizat
