Membrane electrode assembly (MES) är ett sammansatt paket av protonbytesmembran (POM) eller anjonbytarmembran (AOM), katalysator och platt elektrod . Används i bränsleceller och elektrolysörer. [1] [2]
POM är inklämd mellan två elektroder i vilka katalysatorn är inbäddad. Elektroderna (anod respektive katod) är elektriskt isolerade från varandra av ett protonbytesmembran. POM är vanligtvis en protongenomsläpplig elektrisk isolerande barriär gjord av perfluorsulfonsyrapolymer (PFSA). (Kolvätealternativ utvecklas för närvarande och förväntas ersätta PFSK). Denna barriär tillåter protoner att färdas från anoden till katoden över membranet, men tvingar elektronerna att följa den ledande vägen till katoden. Elektroderna pressas mot POM genom varmpressning. Vanligt använda material för dessa elektroder är koltyg eller kolfiberpapper. [3] NuVant tillverkar ett koltyg som heter ELAT som maximerar gastransporten till POM och även leder bort vattenånga från membranet . Införandet av en ädelmetallkatalysator i ELAT gör att denna kolduk också fungerar som en elektrod. Det finns andra tekniker för tillverkning av AOM. Platina är en av de mest använda katalysatorerna, men andra metaller från platinagruppen används också. Rutenium och platina används ofta tillsammans om produkten av den elektrokemiska reaktionen är kolmonoxid (CO), eftersom CO förorenar POM och påverkar bränslecellens effektivitet. På grund av de höga kostnaderna för dessa och liknande material pågår forskning för att utveckla katalysatorer som använder billigare material, eftersom den höga kostnaden fortsätter att vara ett hinder för den utbredda ekonomiska acceptansen av bränslecellsteknik. Den nuvarande livslängden är 7300 timmar under cykliska förhållanden, samtidigt som belastningen av platinagruppmetallen reduceras till 0,2 mg/cm 2 . [fyra]
För närvarande specialiserar de flesta MEA-företag enbart på högvolymproduktion, såsom WL Gore & Associates, Johnson Matthey, 3M, WUTenergy och Ion Power. Det finns dock många företag som tillverkar individuella eller små mängder MEA som också tillåter utvärdering av olika former, katalysatorer eller membran, inklusive FuelCellStore, FuelCellsEtc, HIAT gGmbH, Ion Power och många andra.