质子交换膜燃料电池膜电极结构与设计研究进展

摘要

膜电极(MEA)为质子交换膜燃料电池(PEMFC)提供了电子、质子、反应气体和产物水等多相物质传递和电化学反应的重要场所.设计和制备具有优异特性的MEA对提高PEMFC的性能,降低制造成本,加快其商业化应用是至关重要的.本文首先对PEMFC的反应机理进行了分析,接着从气体扩散层(GDL)、催化层(CL)、质子交换膜构造(PEM)3个方面阐述各部件在MEA中的作用,归纳总结了各部件的制备方法、传热传质方式、仿真模型、构效关系以及优缺点,最后对影响MEA的各种因素进行了总结,并且结合目前涌现出的许多新兴技术对PEMFC的发展进行了展望.本综述对未来高性能、长寿命和低成本的MEA开发具有指导意义.