燃料电池的电极是燃料发生氧化反应与氧化剂发生还原反应的电化学反应场所，其性能的好坏关键在于触媒的性能、电极的材料与电极的制程等。电极主要可分为两部分，其一为阳极（Anode），另一为阴极（Cathode），厚度一般为200－500mm；其结构与一般电池之平板电极不同之处，在于燃料电池的电极为多孔结构，所以设计成多孔结构的主要原因是燃料电池所使用的燃料及氧化剂大多为气体（例如氧气、氢气等），而气体在电解质中的溶解度并不高，为了提高燃料电池的实际工作电流密度与降低极化作用，故发展出多孔结构的的电极，以增加参与反应的电极表面积，而此也是燃料电池当初所以能从理论研究阶段步入实用化阶段的重要关键原因之一。目前高温燃料电池之电极主要是以触媒材料制成，例如固态氧化物燃料电池（简称SOFC）的Y2O3－stabilized－ZrO2（简称YSZ）及熔融碳酸盐燃料电池（简称MCFC）的氧化镍电极等，而低温燃料电池则主要是由气体扩散层支撑一薄层触媒材料而构成，例如磷酸燃料电池（简称PAFC）与质子交换膜燃料电池（简称PEMFC）的白金电极等。双极膜是新型的离子交换复合膜，它通常由阳离子交换层、中间界面亲水层和阴离子交换层复合而成。质子交换Fumatech膜替代杜邦
氢氧燃料电池的主要特点1.产物是水，清洁环保；2.容易持续通氢气和氧气,产生持续电流；3.能量转换率较高,超过80%(普通燃烧能量转换率30%多)；4.可以组合为燃料电池发电站,排放废弃物少,噪音低,绿色发电站。作为极具发展前途的新动力电源，氢氧燃料电池的应用领域是多方面的：大型电站发电、便携移动电源、应急电源、家庭电源、飞机、汽车、军舰。将电池反应产物（水）通过电解器转变成反应物（氢和氧），再重复使用以产生电能的燃料电池，由燃料电池和电解器两部分组成。可以作为大功率太阳电池阵电源系统的贮能装置。有日照时，太阳电池阵提供电能给航天器负载，还用于将水电解成氢和氧，使部分电能贮存起来。航天器进入阴影区太阳电池不能发电或供电不足时，由这种燃料电池供电。阴离子Fumatech膜氢气制取燃料电池用燃料和氧气作为原料，同时没有机械传动部件，故排放出的有害气体极少，使用寿命长。
电化学反应过程中常伴随着电极表面析氢、析氧和析氯的电极反应，这些析出的气体会以气泡形式吸附于电极表面，从而造成电极活性面积减少、电极表面电位和电流密度的微观分布不均，产生电极极化。电极表面吸附的气泡较多时会在电极表面形成气膜，造成电极钝化失活。电极表面析出的气体也会以气泡形式分散于电解液中，使电解液成为气液混合体系，导致实际的导电率下降。要想保证反应顺利进行，需提高槽电压，这样势必增加过程能耗。同时，电极表面吸附的气泡也会与电极的主反应产生竞争，从而导致电化学反应效率降低。气泡对电化学反应过程能耗及反应效率的影响，使得电化学技术的工业化宽泛应用受到限制。因此，寻求一种能消除电化学反应过程中气泡影响的技术尤为重要。
双极膜是一种新型离子交换复合膜，它通常由阳离子交换层和阴离子交换层复合而成，用荷有不同电荷密度、厚度和性能的膜材料在不同的复合条件下，可制成不同性能和用途的双极膜，这些用途较基本的原理是双极膜界面层的水分子在反向加压时的离解(又称双极膜水解离)，即将水分解成氢离子和氢氧根离子。双极膜电渗析就是基于上述的水解离和普通的电渗析原理的基础上发展起来的，它是以双极膜代替普通电渗析的部分阴、阳膜或者在普通电渗析的阴、阳膜之间加上双极膜构成的。双极膜电渗析的较基本应用是从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH)，如图所示，料液进入如图所示的三室电渗析膜堆，在直流电场的作用下，盐阴离子(X-)通过阴离子交换膜进入酸室，并与双极膜离解的氢离子生成酸(HX)；而盐阳离子(M+)通过阳离子交换膜进入碱室，在那里与双极膜离解的氢氧根离子形成碱(MOH)。随着燃料电池技术不断成熟,以及西气东输工程提供了充足天然气源,燃料电池的商业化应用存在着广阔的前景。
膜的离子迁移数有两种方法解释，一是膜电位法，将膜在两种不同浓度的同类电解质中测定其膜电位，再由膜电位计算迁移数。另一种方法是，在外加直流电场下，在电渗析槽中直接测定膜的迁移数。一般要求，实用的离子交换膜透过度大于85%，反离子迁移数大于0。9，并希望在高浓度电解质中仍有良好的选择透过性。机械强度膜的机械强度包括膜的爆破强度和抗拉强度以及抗弯强度和柔韧性能。爆破强度是指膜受到垂直方向的压力时，所能承受的较高压力，采用水压爆破法测定，以单位面积上所受压力表示（MPa），是表明膜的机械强度的重要指标。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。上海膜加湿器Fumatech膜工艺
电化学反应过程中常伴随着电极表面析氢、析氧和析氯的电极反应。质子交换Fumatech膜替代杜邦
质子交换膜燃料电池曾采用酚醛树脂磺酸型膜、聚苯乙烯磺酸型膜、聚三氟苯乙烯磺酸型膜和全氟磺酸型膜。研究表明，全氟磺酸型膜较适合作为质子交换膜燃料电池的固体电解质。虽然全氟磺酸膜具有良好的性能，但由于膜的结构、工艺和生产批量等问题的存在，到目前为止，质子交换膜的成本还非常高，因此需要寻找高性能低成本的替代膜。一个选择是使用全氟磺酸材料与聚四氟乙烯(PTFE)的复合膜，其中PTFE是起强化作用的微孔介质，而全氟磺酸材料则在微孔中形成质子传递通道。质子交换Fumatech膜替代杜邦
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