膜电极组件(MEA)是质子交换膜(PEM)燃料电池的核心，它包含促进燃料通过电化学过程转化为电能所必需的物质。

　　膜电极的生产工艺主要有GDE（gasdiffusionelectrode，被称为气体扩散电极）、CCM（catalystcoatingmembrane，

催化剂涂层质子膜）和有序化膜电极。

　　图GDE法和CCM法对比

　　与GDE法相比，CCM法制备出的膜电极催化剂利用率高，催化剂与质子交换粘附力大，不易发生脱落，大幅度降

低膜与催化层之间的质子传递阻力，且膜电极寿命较长，因此是当今主流的燃料电池膜电极商业制备方法。

　　一、CCM三合一膜电极制备工艺

　　主要工艺流程为：催化剂浆料配制——催化剂通过热转印/直涂等方法担载到PEM上——密封边框加工——形成MEA

　　催化剂浆料配制

　　物料准备

　　阳极浆料：重量比约15%的Pt-C催化剂、重量比约40%的去离子水和40%的甲醇类有机溶剂、约5%的聚离体溶液做粘合剂。

　　阴极浆料：重量比约20%的Pt-C催化剂、重量比约35%的去离子水和35%的甲醇类有机溶剂、约10%的聚离体溶液做粘合剂。

　　浆料分散设备

　　说明：分散设备可以用浆式搅拌机、球式搅拌机、超声波分散机等设备。

　　分散搅拌，浆料混合均匀。（阴阳极的成份差异需要分别配制加工）

　　配制过程参数控制：

　　a.阴极铂载量：0.4mg/cm²

　　b.阳极铂载量：0.1mg/cm²

　　c.环境控制：无污染物d.分散搅拌时间：＞1h

　　e.建议搅拌温度：2摄氏度f.建议搅拌转速：600~4000rpm

　　影响品质因素：搅拌分散时间、温度，环境

　　品质特征：多孔性、粘度、铂分布的均匀性

　　2、催化剂担载到PEM上

　　目前，已被用来进行催化剂浆料担载的方法有超声喷涂法、电喷雾法、丝网印刷法、转印法、刷涂法、

溅射法、电化学沉积法、直接涂布法等。其中转印法、直接涂布被采用较多，比如双面转印、阴极直涂阳极

转印、双面直涂等。

　　热转印CCM法

　　直涂式CCM法

　　传送辊的间接涂布式CCM法

　　CCM双面直涂技术

　　3、膜电极（MEA）密封边框的加工

　　材料准备：上制程加工好的两面涂有阴阳催化剂的卷料、涂布有接着层的密封边框卷料（材料为PI、PET、PEN等）

　　设备：传送带、转向辊、定制的模切辊、层压辊、真空模切辊(可以是一种定制设备）。

　　影响品质因素：

　　a.各辊轴的同向、同轴平行对齐等。（多层料不能跑偏）

　　b.边框和CCM之间的位置公差。

　　品质特征：

　　a.密封边框的精准定位

　　b.MEA表面无污染

　　c.密封边框与CCM的连接强度

　　至此一个完整的MEA卷料就形成了。

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