膜电极（+空冷堆膜电极）

膜电极

膜电极组件（MEA）是质子交换膜燃料电池（PEMFC）的核心，负责将化学能高效转化为电能。它由质子交换膜、两侧的催化剂层、气体扩散层组成。

其工作原理是，阳极的氢气在催化剂作用下分解为氢离子和电子，氢离子穿过质子交换膜到达阴极，电子则经外电路流向阴极，在阴极与氧气反应生成水，从而产生持续电流。质子交换膜的主要作用是传导质子，同时阻挡电子和气体通过。催化剂层含有如铂等催化剂，能够降低反应的能量门槛，加速氢气氧化与氧气还原反应。气体扩散层则起到支撑催化层、收集电流、传导气体和排出反应产物水的作用。

空冷堆膜电极

空冷堆膜电极是应用于空冷式质子交换膜燃料电池中的膜电极。空冷式质子交换膜燃料电池以空气作为冷却介质，空气既用于提供反应用的氧气，又用于冷却，让系统简洁紧凑，成本降低。

空冷堆膜电极具有诸多优点。首先，它拥有高催化活性，常采用铂等高活性催化剂，能极大加速氢气氧化与氧气还原反应，提升电池性能与效率。其次，质子交换膜具备良好的质子传导性，可降低电池内阻，提高输出电流与功率。再者，通过精心设计的多孔气体扩散层，氢气和氧气能高效抵达催化剂表面，同时阻挡液体水渗透，保障反应顺利进行。此外，在设计上采用轻薄化理念，减少了自身的体积与重量，还增强了电池散热性能，提升了功率密度。

空冷堆膜电极适用于对空间、重量要求高的场景，如小型移动电源、无人机等，也常用于便携式电源、备用电源和叉车等领域。一些企业研发的空冷膜电极展现出优异的功率密度，部分高性能空冷膜电极耐久性可达 10,000 小时，能够在实际应用中长期稳定运行，满足不同场景对设备使用寿命的要求，减少维护与更换成本。