膜電極

膜電極組件（MEA）是質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）的核心，負(fù)責(zé)將化學(xué)能高效轉(zhuǎn)化為電能。它由質(zhì)子交換膜、兩側(cè)的催化劑層、氣體擴(kuò)散層組成。

其工作原理是，陽極的氫氣在催化劑作用下分解為氫離子和電子，氫離子穿過質(zhì)子交換膜到達(dá)陰極，電子則經(jīng)外電路流向陰極，在陰極與氧氣反應(yīng)生成水，從而產(chǎn)生持續(xù)電流。質(zhì)子交換膜的主要作用是傳導(dǎo)質(zhì)子，同時(shí)阻擋電子和氣體通過。催化劑層含有如鉑等催化劑，能夠降低反應(yīng)的能量門檻，加速氫氣氧化與氧氣還原反應(yīng)。氣體擴(kuò)散層則起到支撐催化層、收集電流、傳導(dǎo)氣體和排出反應(yīng)產(chǎn)物水的作用。

空冷堆膜電極

空冷堆膜電極是應(yīng)用于空冷式質(zhì)子交換膜燃料電池中的膜電極。空冷式質(zhì)子交換膜燃料電池以空氣作為冷卻介質(zhì)，空氣既用于提供反應(yīng)用的氧氣，又用于冷卻，讓系統(tǒng)簡潔緊湊，成本降低。

空冷堆膜電極具有諸多優(yōu)點(diǎn)。首先，它擁有高催化活性，常采用鉑等高活性催化劑，能極大加速氫氣氧化與氧氣還原反應(yīng)，提升電池性能與效率。其次，質(zhì)子交換膜具備良好的質(zhì)子傳導(dǎo)性，可降低電池內(nèi)阻，提高輸出電流與功率。再者，通過精心設(shè)計(jì)的多孔氣體擴(kuò)散層，氫氣和氧氣能高效抵達(dá)催化劑表面，同時(shí)阻擋液體水滲透，保障反應(yīng)順利進(jìn)行。此外，在設(shè)計(jì)上采用輕薄化理念，減少了自身的體積與重量，還增強(qiáng)了電池散熱性能，提升了功率密度。

空冷堆膜電極適用于對(duì)空間、重量要求高的場景，如小型移動(dòng)電源、無人機(jī)等，也常用于便攜式電源、備用電源和叉車等領(lǐng)域。一些企業(yè)研發(fā)的空冷膜電極展現(xiàn)出優(yōu)異的功率密度，部分高性能空冷膜電極耐久性可達(dá) 10,000 小時(shí)，能夠在實(shí)際應(yīng)用中長期穩(wěn)定運(yùn)行，滿足不同場景對(duì)設(shè)備使用壽命的要求，減少維護(hù)與更換成本。