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、系統企業)、4.大洋電機(002249)(布局燃料電池系統、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(質子交換膜)；

從知識產權中查詢到，目前長興歐森科技有限公司-一種燃料電池膜電極工業量產生產系統及其生產方法-201910012644.5的發明專利申請，內容為一種燃料電池膜電極工業量產生產系統及其生產方法，屬于燃料電池技術領域。包括自動放卷機構、陰極涂覆機構、陰極干燥機構、陰極檢測機構、自動收卷機構、陰極制漿機構；陽極自動放卷機構、支撐膜收卷機構、陽極涂覆機構、陽極干燥機構、隔離膜放卷機構、陽極檢測機構、自動收卷機構、陽極制漿機構；擴散層放卷機構、擴散層預處理機構、裁切機構，還包括單獨設置的熱壓合機構、封邊機構及成品檢測機構。上述一種燃料電池膜電極工業量產生產系統及其生產方法，通過工業量產生產及對生產過程的品質管控，提高產品的一致性和生產效率，降低勞動力，降低生產成本，實現膜電極的商品化、規模化生產。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。而上市公司中并未查詢到最新的膜電極知識產權專利申請，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），它一般由質子交換膜、催化層與擴散層3個部分組成所謂的“三合一結構”。PEMFC的性能由MEA決定，而MEA的性能質子交換膜性能，擴散層結構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構的組件，它由擴散層，催化層和質子交換膜組成。擴散層為反應氣體提供傳質通道，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、粘結劑(如PTFE)f[INation溶液，經超聲波混合制成電催化劑漿料，采用噴涂或壓延技術在碳紙上均勻涂上催化劑制成多孔電極。然后將電極在質子交換樹脂溶液中浸漬片刻，經真空干燥，再在一定的條件下熱壓于電解質膜上形成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%質量濃度的Nafion溶液，繼續超聲一定時間。

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境中備用。

關于燃料電池（氫能源燃料電池）在技術上，國內外取得了巨大突破，但是質子交換膜燃料電池要實現的實現商業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線已具備量產條件，國內也有企業申請相關發明專利，希望我國在燃料電池方面不斷前進，努力超越。