GDE是氣體擴散層電極(Gas Diffusion Layer Electrode)的縮寫。GDE是燃料電池和電解水裝置中重要的組成部分,它具有氣體擴散和電子傳導的功能。GDE通常由氣體擴散層(GDL)和催化層(CL)組成。
氣體擴散層(GDL):GDL是一種多孔的、具有一定機械強度的材料,通常由碳纖維紙或布制成。其主要作用是提供氣體通道,使反應氣體(如氫氣和氧氣)能夠均勻地擴散到催化層,同時將產生的水蒸氣排出。GDL還需要具有良好的電子絕緣性,以防止電子直接在氣體通道中傳導,從而降低電池的效率。
催化層(CL):CL是GDE的核心部分,通常由催化劑(如鉑催化劑)、導電劑(如碳黑)和離子交換膜(如Nafion)組成。催化劑能夠加速電極反應的速率,導電劑則提供了電子傳導的途徑,而離子交換膜則允許質子的傳遞,從而完成電化學反應。
GDE的性能直接影響燃料電池的效率和壽命。因此,研究和開發具有高導電性、高催化活性、良好氣體擴散性和耐久性的GDE對于提高燃料電池性能至關重要。