膜電極的結(jié)構(gòu)組成

膜電極（MEA）主要由質(zhì)子交換膜、催化層和氣體擴散層組成。

1、質(zhì)子交換膜

質(zhì)子交換膜在燃料電池中的主要作用是實現(xiàn)質(zhì)子的快速傳導(dǎo)，同時也阻隔氫氣和氧氣、氮氣在陰陽極之間的滲透。質(zhì)子交換膜的性能好壞直接決定著燃料電池的性能和使用壽命。理想的質(zhì)子交換膜需要具備高質(zhì)子傳導(dǎo)率，低電子導(dǎo)電率，氣體滲透性低，化學、電化學、熱穩(wěn)定性好等特點。

質(zhì)子交換膜根據(jù)含氟情況進行分類主要包括全氟聚合物質(zhì)子交換膜、部分氟化聚合物質(zhì)子交換膜和非氟化聚合物質(zhì)子交換膜。

其中，由于全氟磺酸聚合物具有聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)，其碳-氟鍵的鍵能高，力學性能、化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性好，使用壽命也優(yōu)于其它膜材料的使用壽命。同時由于分子支鏈上存在親水性磺酸基團，具有優(yōu)秀的離子傳導(dǎo)特性，全氟磺酸膜成為目前主流質(zhì)子交換膜方案。

催化劑

催化層是膜電極的重要組成部分，陽極使用催化劑促進氫氣的氧化反應(yīng)，涉及氧化反應(yīng)、氣體擴散、電子運動、質(zhì)子運動、水的遷移等多種過程。陰極使用催化劑促進氧氣的還原反應(yīng)，涉及氧的還原、氧氣擴散、電子運動、質(zhì)子運動、反應(yīng)生成 的水排出等。

良好的催化劑應(yīng)該具有良好的催化活性、高質(zhì)子傳導(dǎo)率、高電子傳導(dǎo)率和良好的水管理能力、氣體擴散能力。