Điện cực màng (cụm điện cực màng, MEA) là thành phần cốt lõi của pin nhiên liệu màng trao đổi proton. Nó được làm từ ba phần: màng trao đổi proton (PEM), lớp xúc tác (CL) và lớp khuếch tán khí (GDL).
Cấu trúc của MEA
Chức năng của lớp khuếch tán khí trong MEA là gì?
Chức năng dẫn khí và thoát nước
Trong điện cực màng PEMFC, lớp khuếch tán khí chủ yếu đóng vai trò vận chuyển khí và hơi ẩm, có nhiệm vụ dẫn khí hydro và oxy trong tấm lưỡng cực đến lớp xúc tác, cung cấp đủ khí cho lớp xúc tác phản ứng; đồng thời. Nước sinh ra trong quá trình này được chuyển sang tấm lưỡng cực để ngăn sản phẩm tích tụ trong lớp xúc tác và cản trở quá trình tiếp theo của phản ứng. Do đó, lớp khuếch tán phải là vật liệu xốp có tính thấm khí tốt và đặc tính thoát nước tốt.
Chức năng dẫn điện và hỗ trợ
Lớp khuếch tán cần có độ dẫn điện tử tốt để các điện tử sinh ra từ lớp xúc tác có thể đi qua lớp khuếch tán một cách thuận lợi và di chuyển đến tấm lưỡng cực. Ngoài các chức năng chính này, lớp khuếch tán còn cung cấp một cường độ hỗ trợ nhất định cho điện cực màng và lớp khuếch tán là phần dày nhất của điện cực màng, thường lớn hơn 100 μm.
Lớp khuếch tán khí chủ yếu được làm bằng nỉ thiêu kết kim loại (nỉ titan hoặc phớt niken) làm nguyên liệu thô, với độ xốp từ 60% đến 80%. Sau khi xử lý kỵ nước, các kênh ưa nước và kênh kỵ nước được hình thành. Các kênh ưa nước có thể chuyển đổi lớp chất xúc tác. Nước trong tấm lưỡng cực được dẫn vào tấm lưỡng cực, trong khi các kênh kỵ nước cung cấp các đường vận chuyển để khuếch tán khí.
nỉ niken thiêu kết
nỉ titan thiêu kết
