O eletrodo de membrana (conjunto de eletrodo de membrana, MEA) é o componente central da célula de combustível de membrana de troca de prótons. É feito de três partes: membrana de troca de prótons (PEM), camada de catalisador (CL) e camada de difusão de gás (GDL).
A estrutura do MEA
Qual é a função da camada de difusão de gás no MEA?
Guia de ar e função de drenagem
No eletrodo de membrana PEMFC, a camada de difusão de gás desempenha principalmente o papel de transportar gás e umidade, sendo responsável por guiar o hidrogênio e o oxigênio da placa bipolar para a camada catalítica, fornecendo gás suficiente para a camada catalítica reagir; ao mesmo tempo. A água gerada no processo é transferida para a placa bipolar para evitar que o produto se acumule na camada catalítica e dificulte o andamento da reação. Portanto, a camada de difusão deve ser um material poroso com boa permeabilidade ao ar e boas características de drenagem.
Função condutora e de suporte
A camada de difusão precisa ter boa condutividade eletrônica, para que os elétrons gerados a partir da camada catalítica possam passar pela camada de difusão suavemente e se mover para a placa bipolar. Além dessas funções principais, a camada de difusão também fornece uma certa resistência de suporte para o eletrodo de membrana, e a camada de difusão é a parte mais espessa do eletrodo de membrana, geralmente superior a 100 μm.
A camada de difusão de gás é feita principalmente de feltro sinterizado de metal (feltro de titânio ou feltro de níquel) como matéria-prima, com uma porosidade de 60% a 80%. Após o tratamento hidrofóbico, formam-se canais hidrofílicos e canais hidrofóbicos. Os canais hidrofílicos podem converter a camada de catalisador A água na placa bipolar é guiada para a placa bipolar, enquanto os canais hidrofóbicos fornecem caminhos de transporte para difusão de gás.
feltro de níquel sinterizado
feltro de titânio sinterizado
