阻隔率 對 MEA (膜電極組) 的重要性｜Importance of Transmission rate to membrane electrode assembly
- fumihuang
- 6月20日
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已更新：7月9日
自2014年首台 氫燃料電池車 問世以來，氫能載具應用範圍不斷擴展，包含大眾運輸、船舶及無人機等領域。氫氣燃料電池(Hydrogen Fuel Cell)充電速度快、載重量更大、續航里程更長，且能在低溫環境下穩定運行，有效解決里程焦慮，成為推動運輸領域邁向淨零排放的關鍵技術。(工研院，2025)
氫氣燃料電池堆 僅消耗氫（H）和氧（O），生成物為水（H₂O），實現無碳排放的清潔能源轉換。全球已有超過130個國家宣示「2050淨零排放」目標，氫能作為減碳方案的重要選項，
正加速發展以應對全球暖化與碳排放議題，為環境永續提供創新解決方案。
(國發會&環保署, 2023)
氫燃料電池車動能核心，目前被廣泛運用為「質子交換膜燃料電池」(PEMFC;Proton Exchange Membrane Fuel Cell)，是由質子交換膜 (PEM) 經過 網版印刷 塗佈 鉑碳(Pt/C)，組合成催化劑塗佈膜(CCM；Catalyst Coated Membrane)。
CCM 再與氣體擴散層(GDL)推疊成膜電極( MEA; Membrane Electrode Assembly)，質子交換膜燃料電池主要透過膜電極讓氫與氧的電化學反應產生動能。(Xi Chen 、Wentao Feng、 Yukang Hu 、Shuhuai You、Weidong Lu、Bin Zhao /2024)
膜電極的使用壽命，主要在於 催化劑塗佈膜。鉑碳將氫分子分裂，質子交換膜需要透過水 傳導質子，可有效促進電池堆的電化學反應，水氣會造成質子交換膜破裂耐久性衰退，此缺陷會慢慢地擴散，導致質子交換膜最終失效，通過阻隔水氣防潮，對於設備模組有極大的重要性。(張中良、林月微、徐雅亭/2008)
質子交換膜也需要阻隔氣體，讓氫氣與氧氣在對應的儲存槽，不會因氣體跑到非正確槽位
而無法產生電能或產生高溫疑慮。
質子交換膜 為了可以 達到 阻隔氣體 阻隔水氣的特性 必須 與 阻隔層 做熱壓貼合,將質子交換膜裸露的地方包覆起來，延緩水氣經過不必要的路徑，讓水氣在正確點位通過，也可以延長質子交換膜的使用壽命。另外 因為質子交換膜與阻隔層熱壓貼合，阻隔層需要上膠後，再熱壓貼合於質子交換膜上。 以上這些問題都是質子交換膜需要解決的問題。 敝司代理的 TEONEX® PEN 薄膜，因兩軸延伸聚酯，具有比 PET薄膜 更優良且均衡的 耐熱性、表面能量高、氣體阻隔率、水氣阻隔率。因PEN原有特性，展現出色阻隔水氣與氣體，可讓氫氣與氧氣在很好的分流中，產生最好的功率，因玻璃轉化溫度PEN為155℃，可承受熱壓貼合溫度，表面能量高可讓膠更好的附著，無須電暈破壞表面上膠，TEONEX® PEN 薄膜 因原有的特性，無須額外的加工改變物性，可以讓此應用縮短不必要的製程，更可以延長膜電極的使用時間。
References:
工研院/2025 新能源車「氫」裝上路
國發會、環保署/2023 臺灣2050淨零排放
(Xi Chen , Wentao Feng , Yukang Hu , Shuhuai You , Weidong Lu , Bin Zhao /2024)Power density optimization for proton exchange membrane fuel cell stack based on data-driven and improved light spectrum algorithm
張中良、林月微、徐雅亭/2008 質子交換膜技術
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