Membraanelektrood kütuseelemendis

Membraanelektrood (MEA) on kütuseelemendi südamik, see on kütuse ja hapniku vahelise elektrokeemilise reaktsiooni peamine koht.Membraanelektroodi jõudlus määrab otseselt kütuseelemendi funktsiooni ja tõhususe.Seetõttu saab kütuseelementide elektrokeemilise reaktsiooni põhimõttel põhineva praguanduri puhul elektrokeemilist reaktsiooni sujuvalt läbi viia ainult hea jõudlusega membraanelektrood, et tagada kütuseelementide õhukatoodi hapnikutundlikkus.Kütuseelementide tundlikkus hapniku suhtes on kütuseelementide elektrokeemial põhinevate praguandurite põhitööpõhimõte.Hea hapnikutundlikkus määrab uue anduri läbilaskval välispinnal tekkivate pragude tuvastamise täpsuse.Membraanelektrood koosneb tavaliselt kolmest põhiosast: elektrolüüdi membraanist, kütusega otseses kontaktis olevast anoodist ja õhuga (hapnikuga) kokkupuutes olevast katoodist.

Praegu on kütuseelementides kasutatav membraanelektrood omamoodi mitme kanaliga difusioonelektrood, mis koosneb üldiselt kahest osast: katalüütiline kiht ja difusioonikiht.Katalüütiline kiht on koht, kus elektrokeemiline reaktsioon toimub kolmefaasilisel liidesel ja difusioonikiht toimib materjalina, mis on vajalik katalüütilise kihi toetamiseks, voolu kogumiseks ja elektrokeemilise reaktsiooni ülekandmiseks.Seetõttu peavad membraanelektroodidel olema pidevad kanalid prootonite, elektronide, reagentide ja toodete jaoks.Difusioonikiht on enamasti süsinikpaber või mikropoorse kihiga kaetud süsinikriie.Elektrolüüdi membraanis kasutatakse tavaliselt gaasilist sulfoonhappe prootonivahetusmembraani.