Membránová elektróda (zostava membránovej elektródy, MEA) je jadrom palivového článku s membránou na výmenu protónov. Skladá sa z troch častí: membrána na výmenu protónov (PEM), vrstva katalyzátora (CL) a vrstva difúzie plynu (GDL).
Štruktúra MEA
Aká je funkcia plynovej difúznej vrstvy v MEA?
Funkcia vedenia vzduchu a odvodnenia
V membránovej elektróde PEMFC hrá vrstva difúzie plynu hlavne úlohu transportu plynu a vlhkosti a je zodpovedná za vedenie vodíka a kyslíka v bipolárnej doske ku katalytickej vrstve, čím poskytuje dostatok plynu na reakciu katalytickej vrstvy; v rovnakom čase. Voda vytvorená v procese sa prenáša na bipolárnu platňu, aby sa zabránilo hromadeniu produktu v katalytickej vrstve a brzdeniu ďalšieho postupu reakcie. Preto musí byť difúzna vrstva porézny materiál s dobrou priedušnosťou a dobrými drenážnymi vlastnosťami.
Vodivá a podporná funkcia
Difúzna vrstva musí mať dobrú elektrónovú vodivosť, aby elektróny generované z katalytickej vrstvy mohli hladko prechádzať cez difúznu vrstvu a presúvať sa na bipolárnu dosku. Okrem týchto hlavných funkcií poskytuje difúzna vrstva aj určitú nosnú pevnosť pre membránovú elektródu a difúzna vrstva je najhrubšia časť membránovej elektródy, zvyčajne väčšia ako 100 μm.
Vrstva na difúziu plynu je vyrobená hlavne z kovovej spekanej plsti (titánová plsť alebo niklová plsť) ako suroviny, s pórovitosťou 60 až 80 percent. Po hydrofóbnom spracovaní sa vytvoria hydrofilné kanály a hydrofóbne kanály. Hydrofilné kanály môžu premieňať vrstvu katalyzátora Voda v bipolárnej platni je vedená do bipolárnej platne, zatiaľ čo hydrofóbne kanály poskytujú transportné cesty pre difúziu plynu.
spekaná niklová plsť
spekaná titánová plsť
