质子交换膜电池的膜电极初期素材及其发展

PEMFC电极是典型的气体扩散电极。其中，氧化和还原的最好催化剂是铂，因此，将起催化作用的铂分散在涂有疏水层的多孔性炭布衬底上是最墓本的思路。最早的膜电极是直接将铂黑与起疏水和粘结作用的聚四氟乙烯微粒混合后，热压到质子交换膜，使用炭黑作载体，催化剂表面积提高了，载量得到降低。20世纪80年代中期，pt载量降为41mg/c衬。由于电极反应仅在催化剂一反应气体-
质子交换膜三相界面进行，只有位于质子交换膜界面的铂微粒才有可能成为催化电极反应的活性中心，Pt的有效利用率只有10% -20% 。
到80年代中后期，洛斯阿拉莫斯国家实验室采用Nafioi，质子交换聚合物溶液浸渍Pt-C多孔气体扩散电极，再热压到质子交换膜上形成膜电极。该方法扩展了三相反应区域.大大提高了Pt利用率，Pt载量降低了10倍，仅为0. 4mg/cm2，但仍保持了高载量电极的性能。1992年洛斯阿拉莫斯国家实验室对该方法进行了改进，Pt载量进一步降低到0. 13mg/c衬。