【摘要】：正、负电极通常称为膜电极。膜电极中包括正极、负极、质子交换膜和催化剂。正、负极是以多孔碳或石墨为载体，在电极内浸入氟磺酸并与质子交换膜压合，在负极和正极之间为催化剂和电解质层，它们共同组成单体电池，如图9-10所示。双极性集流板对燃料电池气体均匀分布程度、水和热量导出的效率、导电性能以及燃料电池的密封性等有重要作用。
质子交换膜IEM（Ion Exchange Membrane）是PEMFC的核心。质子交换膜有酚醛树脂磺酸型膜、聚苯乙烯磺酸型膜、聚三氟乙烯磺酸型膜、部分氟化质子交换膜、全氟磺酸质子交换膜和非氟化质子交换膜等。全氟磺酸质子交换膜兼有电解质、电极活性物质的基底和能够选择透过H＋的功能，它只允许H＋透过，但不允许其他离子和氢分子透过，而普通多孔性的电解质膜不具备这些功能。
正、负电极通常称为膜电极（Membrane Electrode Assembly MEA）。膜电极中包括正极、负极、质子交换膜和催化剂。正、负极是以多孔碳或石墨为载体，在电极内浸入氟磺酸并与质子交换膜压合，在负极和正极之间为催化剂和电解质层，它们共同组成单体电池，如图9-10所示。
图9-10 单体PEMFC的基本结构
在正、负膜电极的两侧装有双极性集流板，集流板的材料有石墨板、表面改性的金属集流板和碳-聚合物复合材料板等。在正膜电极集流板面向膜电极的一面，刻有用于输送氧气O2的凹槽，通过凹槽将O2扩散到整个正极中，在负膜电极集流板面向膜电极的一面，刻有用于输送氢气H2的凹槽，通过凹槽将H2扩散到整个负极中。负电极集流板中的氢H2在催化剂的作用下转化为电子（e-）和氢离子（H＋），氢离子通过质子交换膜到达正极，与正电极集流板中的氧O2发生氧化作用后转化为水。在正、负膜电极集流板的背面刻有输送冷却水的凹槽，冷却水在凹槽中流动将热量导出。双极性集流板对燃料电池气体均匀分布程度、水和热量导出的效率、导电性能以及燃料电池的密封性等有重要作用。
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