電堆是燃料電池關鍵部件

電堆是中國燃料電池產業發展的關鍵因素之一，低成本、高性能、批量供應的國產電堆是燃料電池汽車成本下降從而與傳統汽車競爭的關鍵。

• 從成本上看，電堆占燃料電池系統的成本一半，是FCV里單一價gegao的部件，隨著產能擴張，未來電堆成本有望在下降50%以上；

• 從性能上看，電堆性能是燃料電池系統乃至整車性能的決定因素；

• 從技術上看，電堆是整個系統里技術含量gao部分，無論從流道設計、催化劑制備、MEA合成都有相當門檻。

電堆是發生電化學反應場所，燃料電池動力系統核心部分。電堆工作時， 氫氣和氧氣分別由進口引入，經電堆氣體主通道分配至各單電池的雙極板，經雙極板導流均勻分配至電極，通過電極支撐體與催化劑接觸進行電化學反應。

在燃料電池產業鏈中，電堆處于中游核心環節。催化劑、質子交換膜、氣體擴散層組成膜電極和雙極板構成電堆的上游。

膜電極

膜電極組件（MEA）是集膜、催化層、氣體擴散層于一體的組合件，是燃料電池的核心部件之一。目前，上已經發展了3代MEA技術路線：

• 把催化層制備到擴散層上（GDE），通常采用絲網印刷方法，其技術已經基本成熟；

• 把催化層制備到膜上（CCM），與第1種方法比較，在一定程度上提高了催化劑的利用率與耐久性；

• 有序化MEA，把催化劑如Pt制備到有序化的納米結構上，使電極呈有序化結構，有利于降低大電流密度下的傳質阻力，進一步提高燃料電池性能，降低催化劑用量。

質子交換膜

質子交換膜作為電解質，起到傳導質子，隔離反應氣體的作用。

在燃料電池內部，質子交換膜為質子的遷移和輸送提供通道，使得質子經過膜從陽極到達陰極，與外電路的電子轉移構成回路，向外界提供電流。

因此，質子交換膜的性能對燃料電池的性能起著非常重要的作用，它的好壞也直接影響電池的使用壽命。

雙極板

雙極板是由極板和流場組成。主要作用是氣體分配、集流、導熱和密封。

雙極板是電、熱的良導體,具有良好的機械性能，很好的阻氣性能，耐腐蝕性好等特點，其性能決定了燃料電池堆體積比功率和質量比功率。

雙極板材質主要是石墨或者合金，其流道設計和加工工藝與電池性能密切相關。

催化劑

作為氫燃料電池反應關鍵，催化層是由催化劑和催化劑載體形成的薄層。其作用是降低反應的活化能，促進氫、氧在電極上的氧化還原過程、提高反應速率。

催化劑主要采用Pt/C、Pt合金/C，載體材料主要是納米顆粒碳、碳納米管、碳須等。對材料要求導電性好，載體耐蝕，催化活性大。

氣體擴散層

氣體擴散層GDL通常由碳紙或者碳布組成，主要起到傳質、導電、傳熱、支持催化層、導水的作用。GDL必須具備良好的機械強度、合適的孔結構、良好的導電性、高穩定性。

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