El conjunto de electrodos de membrana (MES) es un paquete ensamblado de membranas de intercambio de protones (POM) o membrana de intercambio de aniones (AOM), catalizador y electrodo plano . Utilizado en celdas de combustible y electrolizadores. [1] [2]
El POM está intercalado entre dos electrodos en los que está incrustado el catalizador. Los electrodos (ánodo y cátodo, respectivamente) están aislados eléctricamente entre sí por una membrana de intercambio de protones. El POM es típicamente una barrera aislante eléctrica permeable a los protones hecha de polímero de ácido perfluorosulfónico (PFSA). (Actualmente se están desarrollando opciones de hidrocarburos y se espera que reemplacen a PFSK). Esta barrera permite que los protones viajen desde el ánodo al cátodo a través de la membrana, pero fuerza a los electrones a seguir el camino conductor hacia el cátodo. Los electrodos se presionan contra el POM mediante prensado en caliente. Los materiales comúnmente utilizados para estos electrodos son tela de carbón o papel de fibra de carbón. [3] NuVant fabrica un tejido de carbono llamado ELAT que maximiza el transporte de gas al POM y también elimina el vapor de agua de la membrana . La introducción de un catalizador de metal noble en ELAT permite que esta tela de carbono actúe también como electrodo. Existen otras tecnologías para fabricar AOM. El platino es uno de los catalizadores más utilizados, sin embargo, también se utilizan otros metales del grupo del platino. El rutenio y el platino a menudo se usan juntos si el producto de la reacción electroquímica es monóxido de carbono (CO), ya que el CO contamina el POM y afecta la eficiencia de la celda de combustible. Debido al alto costo de estos y otros materiales similares, se está investigando para desarrollar catalizadores que utilicen materiales más baratos, ya que el alto costo continúa siendo un obstáculo para la aceptación económica generalizada de la tecnología de celdas de combustible. La vida útil actual es de 7300 horas en condiciones cíclicas, al tiempo que se reduce la carga del metal del grupo del platino a 0,2 mg/cm 2 . [cuatro]
Actualmente, la mayoría de las empresas MEA se especializan exclusivamente en la producción de alto volumen, como WL Gore & Associates, Johnson Matthey, 3M, WUTenergy e Ion Power. Sin embargo, hay muchas empresas que fabrican MEA individuales o en pequeñas cantidades que también permiten la evaluación de varias formas, catalizadores o membranas, incluidas FuelCellStore, FuelCellsEtc, HIAT gGmbH, Ion Power y muchas otras.