交換膜 (PEM膜電極) 水電解槽系統(tǒng) 新型PEM電解技術(shù)-膜電極組件
高性能的膜電極應(yīng)具有下列特性:
(1)能夠大限度減小氣體的傳輸阻力,使得反應(yīng)氣體順利由擴(kuò)散層到達(dá)催化層發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。即大限度發(fā)揮單位面積和單位質(zhì)量的催化劑的反應(yīng)活性。因此,氣體擴(kuò)散電極必須具備適當(dāng)?shù)氖杷?,一方面保證反應(yīng)氣體能夠順利經(jīng)過(guò)短的通道到達(dá)催化劑,另一方面確保生成的產(chǎn)物水能夠潤(rùn)濕膜,同時(shí)多余的水可以排出防止阻塞氣體通道
(2)形成良好的離子通道,降低離子傳輸?shù)淖枇?。質(zhì)子交換膜燃料電池采用的是固體電解質(zhì),磺酸根固定在離子交換膜樹(shù)脂上,不會(huì)浸入電極內(nèi),因此必須確保反應(yīng)在電極催化層內(nèi)建立質(zhì)子通道。要達(dá)到上述目的就必須采用電極催化層的立體化技術(shù),即采用Nafion樹(shù)脂浸漬或噴涂催化劑層,在其構(gòu)成的親水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)建立一個(gè)由Nafion樹(shù)脂構(gòu)建的H+傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)
(3)形成良好的電子通道。MEA中碳載鉑催化劑是電子的良導(dǎo)體,但是Nafion和PTFE的存在將在一定程度上影響電導(dǎo)率,在滿(mǎn)足離子和氣體傳導(dǎo)的基礎(chǔ)上還要考慮電子傳導(dǎo)能力,綜合考慮以提高M(jìn)EA的整體性能
(4)氣體擴(kuò)散電極應(yīng)該保證良好的機(jī)械強(qiáng)度及導(dǎo)熱性
(5)膜具有高的質(zhì)子傳導(dǎo)性。能夠很好地隔絕氫氣、氧氣防止互竄,有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性及抗水解性。