作为燃料电池的核心零部件，膜电极组是由质子交换膜、催化剂层、边框以及扩散层组成，膜电极生产其中两个主要的工艺环节就是薄膜制备和催化剂涂布。燃料电池的膜必须具有相对较高的质子导电性，对燃料和氧化气体能够提供足够的屏障，而且在燃料电池运行环境中保持化学和机械稳定性。通常PEM燃料电池的膜是由全氟磺酸（PSA）离子聚合物组成，其本质是四氟乙烯（TFE）和不同全氟磺酸单体的共聚物。好的膜材料是由杜邦公司生产的Nafion，以及陶氏化学戈尔公司开发的复合/增强膜材料，具有更高的机械强度和尺寸稳定性。质子交换膜能够发电，必须要在薄膜两侧涂布催化剂，涂布工艺要能够保证催化层厚度均匀，不能出现裂纹、颗粒、开泡、边缘效应、锯齿等缺陷。目前批量化生产的涂布工艺主要有刮刀式、辊涂转移式和狭缝挤压式等。膜电极生产目前常见的为狭缝挤压涂布技术，涂布液在一定压力一定流量下沿着涂布模具的缝隙挤压喷出而转移到基材上。相比其它涂布方式，具有涂布速度快、精度高、湿厚均匀等优点。要形成稳定均匀的涂层，涂布过程中就需要同时满足这几个条件：
(1)浆料性质稳定，广州群翌能源有限公司,燃料电池膜电极生产自动化,群翌能源,不发生沉降，粘度、固含量等不变化。
(2)浆料上料供应稳定，在模头内部形成均匀稳定的流动状态。
(3)涂布工艺在涂布窗口范围内，在模头与涂辊之间形成稳定的流场。
(4)走薄膜稳定，不发生走带滑动，燃料电池膜电极生产自动化，严重抖动和褶皱。
在实际批量生产中，工艺对产品的质量影响非常大，燃料电池可以借鉴十几年前锂电池的发展，锂离子动力电池的规模化生产已经走过了快速成长的阶段，伴随着其生产工艺的不断提升，锂离子电池的能量密度和安全性也不断提高，工艺的进步和成熟使市场产品的性能不断提升。近年来全球汽车大厂纷纷宣布燃料电池车辆的下线投产，日本丰田也在今年底推出燃料电池车Mirai的二代版本。韩国、欧盟、美国陆续发布了明确的氢能政策，对于国家整体氢能源使用及规划有了明确的方向。

燃料电池的主要构成组件为：电极（Electrode）、电解质隔膜（Electrolyte Membrane）与集电器（Current Collector）等。 1、电极 燃料电池的电极是燃料发生氧化反应与氧化剂发生还原反应的电化学反应场所，其性能的好坏关键在于触媒的性能、电极的材料与电极的制程等。 电极主要可分为两部分，其一为阳极（Anode），另一为阴极（Cathode），厚度一般为200－500mm；其结构与一般电池之平板电极不同之处，在于燃料电池的电极为多孔结构，所以设计成多孔结构的主要原因是燃料电池所使用的燃料及氧化剂大多为气体（例如氧气、氢气等），而气体在电解质中的溶解度并不高，为了提高燃料电池的实际工作电流密度与降低极化作用，故发展出多孔结构的的电极，以增加参与反应的电极表面积，而此也是燃料电池当初所以能从理论研究阶段步入实用化阶段的重要关键原因之一。 目前高温燃料电池之电极主要是以触媒材料制成，例如固态氧化物燃料电池（简称SOFC）的Y2O3－stabilized－ZrO2（简称YSZ）及熔融碳酸盐燃料电池（简称MCFC）的氧化镍电极等，而低温燃料电池则主要是由气体扩散层支撑一薄层触媒材料而构成，例如磷酸燃料电池（简称PAFC）与质子交换膜燃料电池（简称PEMFC）的白金电极等。 [4] 2、电解质隔膜 电解质隔膜的主要功能在分隔氧化剂与还原剂，并传导离子，故电解质隔膜越薄越好，但亦需顾及强度，就现阶段的技术而言，其一般厚度约在数十毫米至数百毫米；至于材质，目前主要朝两个发展方向，其一是先以石棉（Asbestos）膜、碳化硅SiC膜、铝酸锂（LiAlO3）膜等绝缘材料制成多孔隔膜，再浸入熔融锂－钾碳酸盐、氢氧化钾与磷酸等中，使其附着在隔膜孔内，另一则是采用全氟磺酸树脂（例如PEMFC）及YSZ（例如SOFC）。 3、集电器 集电器又称作双极板（Bipolar Plate），具有收集电流、分隔氧化剂与还原剂、疏导反应气体等之功用，集电器的性能主要取决于其材料特性、流场设计及其加工技术。 PEMFC 的核心组件就是膜电极组（Membrane Electrode Assembly，MEA）， 膜电极生产一般由质子交换膜、催化层与扩散层 3 个部分组成所谓的「三合一结构」。 PEMFC 的性能由 MEA决定，而 MEA的性能质子交换膜性能，扩散层结构以及 催化层材料与性能，还有 MEA 本身的制备工艺所决定。 膜电极是具有三合一结构的组件，它由扩散层，催化层和质子交换膜组成。扩散层为反应气体提供传质通道，还起到集流体的作用，通常采用石墨化碳纸或碳布。 膜电极生产一般的制备过程是：在Pt／C催化剂中加入一定量溶剂、粘结剂(如PTFE)f[I Nation溶液，经超声波混合制成电催化剂浆料，采用喷涂或 压延技术在碳纸上均匀涂上催化剂制成多孔电极。然后将电极在质子交换树脂 溶液中浸渍片刻，经真空干燥，再在一定的条件下热压于电解质膜上形成 MEA。 关于膜电极生产在技术上，燃料电池膜电极生产自动化， 国内外取得了巨大突破，但是质子交换膜燃料电池要实现的实现商业化必须降低电池材料及部件的成本。还必须在高性能Pt／C催化剂的制备、膜电极 的制备上进行深入研究。基本上膜电极组有五层结构，其中心是传导氢离子的高分子膜，两旁各为阳极触媒层及阴极触媒层，燃料电池膜电极生产自动化，外层是燃料气体扩散层及氧气扩散层。触媒层的构造颇为复杂，由于主要的电化学变化皆在此产生，如果触媒层的设计及制造不良，燃料电池就无法产生高电流，效率因此降低。一个燃料电池的功率大小，是由电极膜组的尺寸及电池组中电极膜组的数量来决定的。电极膜组是高分子电解质燃料电池的核心单元，也是燃料电池组功率性能的关键元件，加上合适的流场设计、水管理与热管理的操作条件，以形成不同用途的燃料电池。 在实际批量生产中，工艺对产品的质量影响非常大，燃料电池可以借鉴十几年前锂电池的发展，锂离子动力电池的规模化生产已经走过了快速成长的阶段，伴随着其生产工艺的不断提升，锂离子电池的能量密度和安全性也不断提高，工艺的进步和成熟使市场产品的性能不断提升。

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