膜电极组件(MEA)是质子交换膜(PEM)燃料电池的核心。它包含促进燃料通过电化学过程转化为电能所必需的物质。

 

氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺

戈尔膜电极 图源网络

 

它由两侧配有电极的聚合物电极膜组成。氢气从一侧(阳极)进入,与催化剂反应后分离为质子和电子。质子穿过膜到达另一个电极(阴极)。在这里与氧气合成,并在催化剂的作用下生成水。无法穿过质子交换膜的电子会从燃料电池中流出,用于产生电能。

 

氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺

巴拉德膜电极 图源网络

 

前期给大家介绍了膜电极市场概况以及相关供应商等,

 

今天再给大家分享一下膜电极的生产工艺,如有不足之处,欢迎交流探讨。

 

 

一、三合一的膜电极(MEA)生产工艺

 

从膜电极生产流程来看,主要涉及搅拌、涂布、贴合、热压和模切等生产工序。

氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺

1、加工流程工艺总述   

 

以热转印法为例进行工艺介绍

氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺

催化剂浆料配置——催化剂涂布到承载体聚合物膜上——热转印到PEM上——去除承接催化剂的聚合膜——密封边框加工——形成MEA

 

氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺

擎动动力膜电极生产图

 

2、加工流程工艺详述

 

氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺

氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺

氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺
氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺
氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺
氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺
氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺
氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺

3、其他方法

 

目前一般还有以下两种方式:直涂式和通过传送辊的间接涂布式样。

 

氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺

直涂式CCM法

 

氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺

传送辊的间接涂布式CCM

二、七合一的MEA模组生产工艺

 

GDL生产、与MEA贴合工艺流程总述

氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺

GDL工艺说明:

切碎碳纤维——形成碳纸——碳纸树脂浸渍——石墨化——憎水处理——烧结微孔层——与前制程形成的MEA贴合

 

更多详细介绍关注公众号回复:“20220602”可下载工艺英文版介绍

 

三、膜电极的应用

 

膜电极组件(MEA)是质子交换膜(PEM)燃料电池的核心,装载于燃料电池中应用于各行业。

氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺

 

常规装载:适用于要求相对较低应用,例如乘用车、无人机或叉车

 

高负荷:用于商用车和其他重型车辆(例如大巴车、物流车、重卡等)

文章参考:Fuel Cell Production Brochures,以及氢眼所见微信公众号

 

 

原文始发于微信公众号(艾邦氢科技网):氢燃料电池膜电极组件(MEA)生产工艺

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作者 li, meiyong