什么是膜電極？為什么它是燃料電池（氫能源）汽車的核心部件？

關(guān)鍵詞：燃料電池、氫能源、新能源汽車

從下面的燃料電池制備工藝流程圖中可以看出膜電極是PEMFC的電化學反應場所，是燃料電池的核心部件。

注：PEMFC質(zhì)子交換膜燃料電池(ProtonExchangeMembraneFuelCell，PEMFC)

從公開的新聞報道及文獻資料知道目前我國A股（上市公司）1.中美錦能源(000723)(參股燃料電池核心部件膜電極明星公司廣州鴻基、控股燃料電池車制造企業(yè)佛山飛馳)、2.雪人股份(002639)(空壓機主要供應商、參股HYGS)、3.雄韜股份(002733)(布局膜電極、電堆、系統(tǒng)企業(yè))、4.大洋電機(002249)(布局燃料電池系統(tǒng)、運營，參股BLDP)，4.濰柴動力(000338)(入股BLDP、山東市場的壟斷地位)和東岳集團(質(zhì)子交換膜)；

從知識產(chǎn)權(quán)中查詢到，目前長興歐森科技有限公司-一種燃料電池膜電極工業(yè)量產(chǎn)生產(chǎn)系統(tǒng)及其生產(chǎn)方法-201910012644.5的發(fā)明專利申請，內(nèi)容為一種燃料電池膜電極工業(yè)量產(chǎn)生產(chǎn)系統(tǒng)及其生產(chǎn)方法，屬于燃料電池技術(shù)領域。包括自動放卷機構(gòu)、陰極涂覆機構(gòu)、陰極干燥機構(gòu)、陰極檢測機構(gòu)、自動收卷機構(gòu)、陰極制漿機構(gòu)；陽極自動放卷機構(gòu)、支撐膜收卷機構(gòu)、陽極涂覆機構(gòu)、陽極干燥機構(gòu)、隔離膜放卷機構(gòu)、陽極檢測機構(gòu)、自動收卷機構(gòu)、陽極制漿機構(gòu)；擴散層放卷機構(gòu)、擴散層預處理機構(gòu)、裁切機構(gòu)，還包括單獨設置的熱壓合機構(gòu)、封邊機構(gòu)及成品檢測機構(gòu)。上述一種燃料電池膜電極工業(yè)量產(chǎn)生產(chǎn)系統(tǒng)及其生產(chǎn)方法，通過工業(yè)量產(chǎn)生產(chǎn)及對生產(chǎn)過程的品質(zhì)管控，提高產(chǎn)品的一致性和生產(chǎn)效率，降低勞動力，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)膜電極的商品化、規(guī)?；a(chǎn)。長興歐森科技有限公司一家注冊資金為100萬的成立于2016年小微企業(yè)。而上市公司中并未查詢到最新的膜電極知識產(chǎn)權(quán)專利申請，不排除上市公司“埋頭苦干”，無暇顧及專利申請的可能。

下面詳細介紹下膜電極（MEA）：

PEMFC的核心組件就是膜電極（MembraneElectrodeAssembly，MEA），它一般由質(zhì)子交換膜、催化層與擴散層3個部分組成所謂的“三合一結(jié)構(gòu)”。PEMFC的性能由MEA決定，而MEA的性能質(zhì)子交換膜性能，擴散層結(jié)構(gòu)以及催化層材料與性能，還有MEA本身的制備工藝所決定。

膜電極是具有三合一結(jié)構(gòu)的組件，它由擴散層，催化層和質(zhì)子交換膜組成。擴散層為反應氣體提供傳質(zhì)通道，還起到集流體的作用，通常采用石墨化碳紙或碳布。

膜電極MEA一般的制備過程是：在Pt／C催化劑中加入一定量溶劑、粘結(jié)劑(如PTFE)f[INation溶液，經(jīng)超聲波混合制成電催化劑漿料，采用噴涂或壓延技術(shù)在碳紙上均勻涂上催化劑制成多孔電極。然后將電極在質(zhì)子交換樹脂溶液中浸漬片刻，經(jīng)真空干燥，再在一定的條件下熱壓于電解質(zhì)膜上形成MEA。其中公開的一種膜電極制備方法如下：供參考

1.稱取一定量的Pt/C催化劑，置于潔凈的小燒杯中。

2.加入一定量的蒸餾水和異丙醇，在超聲波清洗器中，超聲振蕩一定時間。

3.之后滴加一定量5%質(zhì)量濃度的Nafion溶液，繼續(xù)超聲一定時間。

4.將超聲后的懸浮液置于烘箱中，在一定溫度下干燥一定時間至懸浮液呈膏狀。

5.將膏狀物均勻涂覆于碳紙表面，之后在涂覆好的催化劑表面涂刷一定量的Nafion溶液，置于烘箱中干燥30min。

6.將兩片涂有催化劑的碳紙與質(zhì)子交換膜置于熱壓機模具中，在一定溫度和壓力下熱壓成型。

7.將成型的膜電極置于濕潤環(huán)境中備用。

關(guān)于燃料電池（氫能源燃料電池）在技術(shù)上，國內(nèi)外取得了巨大突破，但是質(zhì)子交換膜燃料電池要實現(xiàn)的實現(xiàn)商業(yè)化必須降低電池材料及部件的成本。還必須在高性能Pt／C催化劑的制備、膜電極的制備上進行深入研究，2019年美錦能源等上市公司宣布膜電極生產(chǎn)線已具備量產(chǎn)條件，國內(nèi)也有企業(yè)申請相關(guān)發(fā)明專利，希望我國在燃料電池方面不斷前進，努力超越。