CCM膜電極是一種常用于燃料電池中的關(guān)鍵組件。它是一種薄膜結(jié)構(gòu),由質(zhì)子交換膜(PEM)層、陽極催化劑層和陰極催化劑層組成。CCM代表“Catalyst Coated Membrane”,即將催化劑涂覆在膜上。
膜電極是燃料電池中負(fù)責(zé)氫氧化物離子(質(zhì)子)傳輸和電子傳導(dǎo)的部分。它由質(zhì)子交換膜(PEM)構(gòu)成,這是一種能夠選擇性地傳遞質(zhì)子的薄膜。PEM通常采用聚合物材料(如聚四氟乙烯)或多孔碳纖維膜。PEM的主要功能是將質(zhì)子從陽極傳輸?shù)疥帢O,并防止電子的直接傳輸。
在膜電極的兩側(cè)是陽極和陰極催化劑層。陽極催化劑層通常由白金或其合金構(gòu)成,用于促進(jìn)氫氣的氧化反應(yīng)。陰極催化劑層通常由鉑或其合金組成,用于促進(jìn)氧氣的還原反應(yīng)。這些催化劑層在催化劑粉末和導(dǎo)電劑之間形成三相界面,其中質(zhì)子、電子和氣體反應(yīng)物之間發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng)。
CCM膜電極的結(jié)構(gòu)具有高電化學(xué)活性、良好的質(zhì)子傳輸性能和電子導(dǎo)電性能,因此被廣泛應(yīng)用于各種類型的燃料電池。它們可以用于低溫質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)和直接甲醇燃料電池(DMFC)等應(yīng)用中。CCM膜電極的制備工藝非常關(guān)鍵,包括催化劑的制備、質(zhì)子交換膜的處理以及控制催化劑和質(zhì)子交換膜之間的接觸等方面。
總而言之,CCM膜電極是燃料電池中關(guān)鍵的部件,它通過質(zhì)子交換膜和催化劑層的組合,實(shí)現(xiàn)了質(zhì)子傳輸和電子導(dǎo)電,從而驅(qū)動(dòng)燃料電池產(chǎn)生電能。