金守一 赵洪辉 盛夏 许德超

（1.中国第一汽车股份有限公司研发总院，长春 130013；2.汽车振动噪声与安全控制综合技术国家重点实验室，长春 130013）

主题词：GDE型膜电极制备方法 CCM型膜电极制备方法 有序化膜电极制备法

1 前言

目前，质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）的产业化进程仍然面临着成本高、寿命短等问题。催化剂层铂的利用率低、成本高是燃料电池技术商业化的重要障碍。因此，提高催化层铂利用率是燃料电池研究和开发的一项重大研究方向。

降低燃料电池铂载量和提高燃料电池性能的方法主要包括2大方面：

（1）通过采用高活性合金催化剂和高耐久的催化剂载体来提高催化剂活性和稳定性。这种方法可以在一定程度上提高燃料电池的性能，但仍有较大的提升空间，这主要是因为发生电化学反应的“三相反应界面”也是影响燃料电池性能的因素，它直接影响燃料电池内部的反应气体、水和质子的传输能力。因此，提升燃料电池的“三相反应界面”尤为重要。

（2）通过优化膜电极制备方法，改善膜电极和催化剂的结构，提升燃料电池的性能。高质量的膜电极制备方法是膜电极大批量生产的基础，也是燃料电池商业化的关键。因此，膜电极的制备方法成为燃料电池研究的重点之一。

美国能源部对2020年车用膜电极的技术要求如下：

（1）膜电极耐久性≥5 000 h；

（2）膜电极功率密度≥1 W/cm2@额定功率；

（3）膜电极的成本＜14美元/kW。

目前，国内外主流膜电极厂商生产的产品性能差距越来越小，制备价格低廉、性能高、耐久性好的膜电极成为国内外厂商关注的焦点。……