氣體擴散電極是一種特制的多孔膜電極,由于大量氣體可以到達電極內部,且與電極外面的整體溶液(電解質(zhì))相連通,可以組成一種三相(固、液、氣)膜電極。
氣體擴散電極一般分為三層結構氣體擴散層、集流體層和催化層,也可稱(chēng)之為疏水層、導流體層和親水層。氣體擴散層的主要作用是讓反應氣體順利地通過(guò),并且為反應活性層輸送相應的反應所需要的氣體。同時(shí)氣體擴散層必須要防止因電解液的遷移導致氣體擴散通道被掩沒(méi)的狀況發(fā)生,所以氣體擴散層一般需要具有透氣憎水性。集流體層主要作用是收集電子并起到導流的作用,同時(shí)還起到支撐的作用。催化層是氧氣發(fā)生還原反應的場(chǎng)所,從氣體擴散層輸送過(guò)來(lái)的氣體在這一層中與該層中的催化劑、電解液一起形成電化學(xué)反應活化點(diǎn)。進(jìn)而將反應氣體還原,所以該層應該具有一定的親水性。
氣體擴散電極-氣體擴散膜由100%的聚四氟乙烯(PTFE)材料組成。PTFE是一種廣泛應用于醫療、工業(yè)和高科技方面的多功能聚合物。PTFE的惰性使其對大多數化學(xué)品都不起反應,可在較高的溫度環(huán)境(260°C持續)下加工和使用。
氣體擴散電極-氣體擴散膜主要包括2大類(lèi)結構:1)拉伸法制備的微孔PTFE 2)燒結工藝制得的微孔PTFE
多孔PTFE具有優(yōu)異的熱學(xué)性能、電氣性能、機械性能和化學(xué)性能,并對孔徑大小、透氣性、抗水壓力和厚度有較高的控制。PTFE是對這些特殊性能有一種或多種要求的需求應用的理想選擇。