緬甸大學(xué)的研究人員正在開發(fā)用于燃料電池的新型膜結(jié)構(gòu)，該膜具有更高的孔隙率以及更加深層的導(dǎo)電擴(kuò)散區(qū)域，在增加有效反應(yīng)區(qū)域的同時，膜的強(qiáng)度、簡易度以及耐久性都將得到提高。
對于低溫燃料電池來說，生產(chǎn)廠家一直在尋求方法來提高膜電極(MEA)的強(qiáng)度、耐久性及可制造性。一般來說，傳統(tǒng)的膜電極有5層三明治結(jié)構(gòu)，在聚合物膜的兩端分別有碳載體層以及電極層，這5層結(jié)構(gòu)通常需要通過熱壓技術(shù)手工結(jié)合在一起。然而對于燃料電池來說，膜是最脆弱的。尤其在苛刻的或者高壓的環(huán)境中，熱壓過程中形成的缺陷點(diǎn)有可能成為失效點(diǎn)。再者，基于現(xiàn)今的催化劑嵌入技術(shù)，MEA在使用一段時間后，性能將會衰退，產(chǎn)生的電量將下降。
緬甸大學(xué)提出了全新的MEA制造技術(shù)，以解決上述難題。全新的膜結(jié)構(gòu)更加厚實(shí)，可以承受更高的壓力。MEA的層數(shù)也減為3層，并且取消了熱壓工藝，這使得MEA的制造誤差大大降低，更有利于質(zhì)量控制。
新型MEA的創(chuàng)新之處是催化劑將嵌入到膜中，而并非在膜表面簡單分散。普通的低溫燃料電池，催化劑分散在碳載體上，再附著在質(zhì)子交換膜上。隨著時間推移，碳將會被腐蝕，催化劑也會團(tuán)聚在一起，從而影響MEA性能。在新的MEA中，膜內(nèi)多孔外層架構(gòu)將取代碳作為催化劑載體，催化劑材料以及其他金屬直接嵌入到膜中，這使得催化劑的分布更均勻，利用率也大大提高。新MEA還能滿足廠商對規(guī)模化生產(chǎn)以及耐久性的需求。
據(jù)悉，新型MEA已經(jīng)組裝電池進(jìn)行測試。在80 ℃、3個大氣壓的條件下已經(jīng)正常工作了500個小時，研究人員正在開發(fā)各種制造工藝，以進(jìn)一步提升耐久性。新型MEA最早可能應(yīng)用于軍事和航天等領(lǐng)域。通過這些早期應(yīng)用，研究人員將進(jìn)一步了解MEA的強(qiáng)度、耐久性和制造性，以調(diào)整產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃。
