當(dāng)今，電動汽車帶來的新能源熱潮已然成為資本市場的寵兒，電動汽車甚至一度成為新能源汽車的代名詞。實(shí)際上，在新能源汽車領(lǐng)域，除鋰電路線外，還有一條重要路線 — 氫能源技術(shù)。從國家長期新能源規(guī)劃、政策扶持，以及敏銳的資本市場表現(xiàn)來看，目前稍顯落寞的氫能源技術(shù)相對于三元材料為代表的電動技術(shù)仍有翻盤的潛力。同時(shí)，由于氫能熱值高、加氫時(shí)間短、續(xù)航里程更好、可實(shí)現(xiàn)零碳排放，氫能源技術(shù)甚至被認(rèn)為是環(huán)保的 方案。然而，我國的氫能產(chǎn)業(yè)化仍面臨壁壘、基礎(chǔ)材料研發(fā)、催化劑、質(zhì)子膜等“卡脖子”問題，其中，氫燃料電池核心部件膜電極正在進(jìn)行國產(chǎn)化替代之路。膜電極作為氫燃料電池反應(yīng)發(fā)生的場所，被稱為電堆的“心臟”，是決定電堆性能和成本的核心。隨著電堆的運(yùn)行，膜電極表面負(fù)載催化劑的流失、元素分布的變化等，都會導(dǎo)致性能的下降。因此，在氫燃料電池的研究中，對膜電極的微區(qū)表征是重要測試項(xiàng)目。今天，我們就來聊一聊膜電極的微區(qū)表征，性能老化評價(jià)，感受電子探針EPMA高靈敏的微區(qū)分析能力吧！

氫燃料電池小科普

氫燃料電池的原理及結(jié)構(gòu)

氫能源技術(shù)，屬于燃料為氫的一種燃料電池（Fuel Cell）技術(shù)。電池負(fù)極把H2分解為H⁺和e^-，其中H⁺通過電解質(zhì)到達(dá)正極，e^-則通過外部負(fù)載電路到達(dá)正極，這兩者與正極提供的O2發(fā)生反應(yīng)。整個(gè)過程是氫和氧的結(jié)合形成水排出，沒有額外的污染產(chǎn)物。

燃料電池的正負(fù)極本身只是催化轉(zhuǎn)化元件，不像傳統(tǒng)的電池活性物質(zhì)全部儲存于電池內(nèi)部。工作時(shí)，燃料和氧化劑由外部供應(yīng)，只要外部燃料 不斷地供應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物持續(xù)不斷地被排出，電池就能連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，沒有電池容量的限制。

氫燃料電池有很多技術(shù)路線，高分子聚合物電解質(zhì)的燃料電池（Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell，PEMFC）是其中常見的一種。膜電極（Membrane Electrode Assembly，MEA）是PEMFC的核心部件。

MEA 的結(jié)構(gòu)主要包括氣體擴(kuò)散層、催化層、質(zhì)子交換膜，其中氣體擴(kuò)散層通常包括碳材料和負(fù)載在其上的微孔層。有一種固體聚合物質(zhì)子交換膜的結(jié)構(gòu)為：四氟乙烯（CF2-CF2）為主鏈和末端帶有磺酸基（-SO3H）的側(cè)鏈組成。

兩側(cè)電極采用Pt作為化學(xué)反應(yīng)催化劑。Pt屬于貴金屬，相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和廠商一直在研究怎樣消減其使用量，目前已減低到約0.01mg/cm²的程度。

島津方案

氫燃料電池部件的微區(qū)測試特點(diǎn)

島津電子探針在評價(jià)MEA中的優(yōu)勢