膜電極(membrane electrode assembly，MEA)是質(zhì)子交換膜燃料電池(proton exchange membrane fuel cell，PEMFC)的核心部件，為PEMFC提供了多相物質(zhì)傳遞的微通道和電化學反應(yīng)場所。為了實現(xiàn)燃料電池商業(yè)化目標，需要制備高功率密度、低Pt載量、耐久性好的MEA。在MEA中除了催化劑以外，各功能層結(jié)構(gòu)、層與層之間的界面都對MEA的性能具有重要影響。

    傳統(tǒng)方法(CCS法和CCM法)制備的MEA在結(jié)構(gòu)上有很多缺陷，明顯制約了Pt的利用率和系統(tǒng)傳質(zhì)能力。通過優(yōu)化各功能層結(jié)構(gòu)消除缺陷，將有利于進一步提升PEMFC綜合性能。本文從傳統(tǒng)MEA結(jié)構(gòu)存在的問題出發(fā)，梳理了近年來關(guān)于催化層、質(zhì)子交換膜和氣體擴散層結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的文獻，歸納總結(jié)了各先進結(jié)構(gòu)的制備方法、構(gòu)效關(guān)系以及優(yōu)缺點，對未來高性能、低成本和長壽命的MEA的開發(fā)具有指導意義。

    膜電極(MEA)是質(zhì)子交換膜燃料電池的核心部件，為PEMFC提供了多相物質(zhì)傳遞的微通道和電化學反應(yīng)場所，其性能的好壞直接決定PEMFC性能的好壞。美國能源部(DOE)提出2020年車用MEA技術(shù)指標是：成本小于$14/kW；耐久性要達5000h；額定功率下功率密度達到1W/cm2[4]。按此要求，貴金屬Pt的總用量應(yīng)小于0.125mg/cm2，0.9V時電流密度應(yīng)達到0.44A/mgPt[4]。