Membranelektrode in Brennstoffzelle

Die Membranelektrode (MEA) ist das Kernstück der Brennstoffzelle, sie ist der Hauptort der elektrochemischen Reaktion zwischen Brennstoff und Sauerstoff.Die Leistung der Membranelektrode bestimmt direkt die Funktion und Effizienz der Brennstoffzelle.Daher kann für den auf dem elektrochemischen Reaktionsprinzip von Brennstoffzellen basierenden Risssensor nur die Membranelektrode mit guter Leistung die elektrochemische Reaktion reibungslos ausführen, um die Sauerstoffempfindlichkeit der Luftkathode von Brennstoffzellen sicherzustellen.Die Empfindlichkeit von Brennstoffzellen gegenüber Sauerstoff ist das grundlegende Arbeitsprinzip von Risssensoren auf Basis der Brennstoffzellenelektrochemie.Eine gute Sauerstoffempfindlichkeit bestimmt die Erkennungsgenauigkeit des neuen Sensors für Risse an der durchlässigen Außenfläche.Eine Membranelektrode besteht normalerweise aus drei Hauptteilen: einer Elektrolytmembran, einer Anode in direktem Kontakt mit Brennstoff und einer Kathode in Kontakt mit Luft (Sauerstoff).

Gegenwärtig ist die in Brennstoffzellen verwendete Membranelektrode eine Art Mehrkanal-Diffusionselektrode, die im Allgemeinen zwei Teile umfasst: katalytische Schicht und Diffusionsschicht.In der katalytischen Schicht findet die elektrochemische Reaktion an der Dreiphasengrenzfläche statt, und die Diffusionsschicht fungiert als das Material, das zum Tragen der katalytischen Schicht, zum Sammeln des Stroms und zum Übertragen der elektrochemischen Reaktion benötigt wird.Daher müssen Membranelektroden durchgehende Kanäle für Protonen, Elektronen, Reaktanten und Produkte aufweisen.Die Diffusionsschicht ist meistens Kohlenstoffpapier oder Kohlenstoffgewebe, das mit einer mikroporösen Schicht beschichtet ist.Die Elektrolytmembran verwendet üblicherweise die All-Gas-Sulfonsäure-Protonenaustauschmembran.