一、MEA以及边框膜简介
膜电极（Membrane Electrode Assembly，MEA）是燃料电池（或PEM电解水）多相物质传输和电化学反应场所，决定着燃料电池的性能、耐久性以及生产效率，成本控制，主要由催化剂、质子交换膜、气体扩散层以及边框一体化制备而成。在膜电极的结构中，边框结构工艺，又叫封装MEA边框，它主要起到以下作用：支撑MEA，使MEA保持挺度，封装，密封。五合一MEA产品见下图1：
图1：五合一MEA
MEA一般有三合一、五合一、七合一几种描述方式，大致的结构构成如下图2所示:
图2：MEA结构
黄色 :Proton exchange membrane（PEM）
黑色：阴阳极涂布的催化剂（通过CCM等工艺和PEM形成三合一体的MEA），
灰色：气体扩散层GDL (含碳纸或碳布、微孔层，钛毡等 )。
蓝色：边框膜（gasket）
以上部分为MEA组件的分解结构。
双极板 (黑灰色) : 通过表面的流场运输气体，收集、传导反应生成的电流、热量和水。
二、边框膜简介
1、作用
它可靠地将介质（H2、O2）彼此分离，它可以密封系统以防泄漏，框架工艺方案有助于自动化组装（Picture-frame Catalyst Coated Membrane；膜电极组装）。使用边框结构方案，可实现尽可能高的封装密度（减小设备尺寸）与CCM 边缘的覆合紧密，因此可以选择非常窄（尽可能小的重叠）。边框膜粘合剂分“热反应体系”、“冷贴体系”，要求高耐湿热性。结构示意图如下图3：
图3：边框示意图
2、材质
目前可用于膜电极边框的材料有PEN、PPS、PEEK，PEI,PI，PP，PET等，其中以PEN基材最为常用，性价比最高，典型代表是Teonex ? PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）薄膜，具有高耐久性和高耐热性的特点，已被用于丰田燃料电池车"MIRAI"及国内95%以上的膜电极。 材料基材示意图如下图4：
图4：PEN基材和PI基材
3、PEN、PPS材质介绍
PEN是聚萘二甲酸乙二酯的简称，是20世纪90年代商业化的新兴高性能聚酯产品，它可以作为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的优良替代品，也是近年发展应用快速的高分子材料之一。PEN由于模量高、尺寸稳定性好、不变形、弹性高、刚性好、优秀的气体阻隔性能、F级（耐160℃高温）耐热绝缘材料等特点，在薄膜、片材、中空材料、纤维、工程塑料等领域已有较为广泛的应用。
PPS（聚苯硫醚）材料也是用作MEA边框的材料之一，其在耐久性上要优于PEN和PET，当然成本也要高于PEN等。
Teonex?产品是日本帝人株式会社作为世界上第一家成功开发并实现工业化的双向拉伸PEN聚萘酯薄膜。该产品具有比PET薄膜更优质的性能，并很好地平衡了各项优异性能。日本东洋纺在2019年通过收购的方式得到了帝人公司的PEN聚合、东洋纺成膜技术。
表：Teonex ® PEN,PPS薄膜性能参数
PEN和PPS的对比测试如下图5所示：
图5：PEN在水煮1000小时后性能明显下降；而PPS水煮3000小时后无明显变化
4、上海广备科技自研产品介绍
1）上海广备科技科提供以下系列边框膜产品Armor™系列自研产品，基于PEN或PPS基材，外加热复合涂层。具有卓越性能的热覆合高性能材料，优秀的耐湿热性，良好的可操作性，热覆合时间短，效率高等特点。
Armor™系列产品
2）其中Armor™821-H2产品。
Armor™ 821-H2是一款在室温下不是自粘胶带，它在高温和压力的作用下会产生粘性,具有卓越性能的热覆合高性能材料，优秀的耐湿热性，良好的可操作性，热覆合时间短，效率高。结构如下图7所示：
图7：Armor™821-H2 产品结构示意图
3）该产品相关测试方法和数据
A、常规物性
B、耐湿热仿真验证—水煮耐久测试，见下图8所示：
图8：水煮耐久测试
C、剥离测试，剥离测试流程如下图9所示：
图9：剥离测试流程
来源：氢眼所见
