Membránová elektroda (sestava membránové elektrody, MEA) je hlavní součástí palivového článku s membránou pro výměnu protonů. Skládá se ze tří částí: membrána pro výměnu protonů (PEM), vrstva katalyzátoru (CL) a vrstva difúze plynu (GDL).
Struktura MEA
Jaká je funkce plynové difúzní vrstvy v MEA?
Funkce vedení vzduchu a odvodnění
V membránové elektrodě PEMFC hraje difúzní vrstva plynu hlavně roli transportu plynu a vlhkosti a je zodpovědná za vedení vodíku a kyslíku v bipolární desce do katalytické vrstvy, čímž poskytuje dostatek plynu pro reakci katalytické vrstvy; ve stejnou dobu. Voda generovaná v procesu se přenáší na bipolární desku, aby se zabránilo hromadění produktu v katalytické vrstvě a zpomalení dalšího postupu reakce. Difuzní vrstva proto musí být porézní materiál s dobrou prodyšností a dobrými drenážními vlastnostmi.
Vodivá a podpůrná funkce
Difuzní vrstva musí mít dobrou elektronovou vodivost, aby elektrony generované z katalytické vrstvy mohly hladce procházet difuzní vrstvou a pohybovat se na bipolární desce. Kromě těchto hlavních funkcí poskytuje difúzní vrstva také určitou nosnou pevnost pro membránovou elektrodu a difúzní vrstva je nejtlustší částí membránové elektrody, obvykle větší než 100 μm.
Plynová difúzní vrstva je vyrobena převážně z kovové slinuté plsti (titanové nebo niklové plsti) jako suroviny s porézností 60 až 80 procent. Po hydrofobní úpravě se vytvoří hydrofilní kanály a hydrofobní kanály. Hydrofilní kanály mohou přeměnit vrstvu katalyzátoru Voda v bipolární desce je vedena do bipolární desky, zatímco hydrofobní kanály poskytují transportní cesty pro difúzi plynu.
slinutá niklová plsť
slinutá titanová plsť
