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熱壓法在氫燃料電池膜電極MEA制備的應用
膜電極（MEA）被稱為氫燃料電池的“心臟"，是多項物質傳輸和電化學反應的核心場所。
膜電極，主要由催化劑、質子交換膜、氣體擴散層三部分組成，在相應溫度、壓力和時間下，熱壓成為三合一組件，其承擔了燃料電池全部電化學反應，以及電子、質子、氣體和水的傳導，高性能、低鉑載量、低成本、長壽命的膜電極對于加速氫燃料電池商業化進程具有非常重要的意義。
膜電極技術共經歷了三代革新，大體上可分為GDE熱壓法、CCM法和有序化膜電極三種類型：
第一代熱壓法膜電極（GDE），指將催化劑涂布在氣體擴散層上，后用熱壓法將氣體擴散電極和質子交換膜結合在一起，該方法總體性能不高，目前已基本淘汰；
第二代CCM膜電極，指采用卷對卷直接涂布、絲網印刷、噴涂等方法直接將催化劑、磺酸樹脂和適當分散劑組成的漿料涂布到質子交換膜兩側，該方法提高了催化劑的利用率與耐久性，目前商業化程度最高，已大批量生產；
第三代有序化膜電極，指把Pt催化劑制備到有序化的納米結構上，使電極呈有序化結構，獲得堅固、完整的催化層，該方法進一步提高了燃料電池性能，降低催化劑鉑載量，是目前膜電極制造研究的熱點，但仍處于研發試驗階段，只有小部分公司實現量產，如3M。
熱壓法是制備膜電極的重要方法和步驟，熱壓過程中溫度，壓力和時間三個因素決定了MEA的性能，其中溫度對MEA性能的影響，主要體現在催化層與質子交換膜的質子通道的建立情況，只有當熱壓溫度超過質子交換膜的玻璃態轉化溫度，催化層與質子交換膜才能牢固結合，從而達到降低接觸電阻的目的，熱壓溫度高于質子交換膜的玻璃化溫度，催化層和質子交換膜都達到軟化點以上，粘結良好，有利于建立質子通道，降低阻抗，但熱壓溫度超過一定范圍，質子交換膜里的活性基團受到破壞，反而不利于質子在膜中的傳導。
熱壓壓強對MEA的性能影響體現在兩個方面，一方面，增加熱壓壓強有利于MEA各層的接觸，降低電阻，改善性能，另一方面MEA的催化層是個多孔電極結構，層內的反應是固液氣三相界面的反應，催化層必須有一定數量的孔，便于反應中氣水的傳導，壓強過大會破壞這種結構，降低MEA的性能，氣體擴散層是碳纖維組成的，熱壓壓強超過一定值會導致大量纖維斷裂，影響質子傳導，造成MEA內阻劇增。
MEA熱壓過程中，熱壓時間也是一個重要因素，時間過短，催化層和質子交換膜粘結不夠，時間過長，質子交換膜活性基團受到影響，催化層多孔結構受到破壞，兩種情況都會影響MEA性能，選擇合適的熱壓時間很重要。
