福特公开燃料电池膜电极（MEA）制造新专利，氢能车还造吗？

福特近日公开了一件燃料电池的核心器件——膜电极组件(MEA)制造方法相关的发明专利，名为《用于燃料电池的边缘到框体无催化剂的膜电极组件(MEA)的制造方法、MEA和MEA燃料电池》。

膜电极组件（MEA，Membrane Electrode Assembly）又称膜电极，它在燃料电池中由质子交换膜、气体扩散层、催化层组成，与其两侧极板组成燃料电池单体，是燃料电池发电的关键核心部件。

如上图所示的氢燃料电池中，阳极的氢气通过扩散层后，遇到铂等催化剂，分解成氢离子（即质子）、电子。

氢离子可以通过质子交换膜，到达阴极，如果外电路接通，两边即形成电势差，电子可以通过外电路也到达阴极，在氧气穿过扩散层到达催化剂层后，3者发生反应生成水。

当前的膜电极组件在制造过程中，由于催化剂层和电池框体彼此接触的区域中容易出现化学降解现象，导致催化剂层逐渐降解变薄，降低电池的性能、寿命，甚至在框体与催化剂层之间的边缘处发生故障。

越来越多的研究重点放在提升燃料电池膜电极的耐久性上。

福特在近日公开的专利中提出一种膜电极组件制造方法的方案以解决此问题，其思路是在框体区域与催化剂层邻接部位建立间隙，消除二者的直接接触。

如上图所示，2为膜（质子交换膜等），3、4为催化剂层，6为电池框体。在常规的电池结构中，框体与铂是直接接触的。福特这件专利的一个核心就是在催化剂层与框体之间预留了间隙，如图中的5、12，以及三角形区域7。

解除二者的直接接触后，其化学降解现象也会相应降低。

专利的第二个核心是关于膜电极组件的制造，重点是如何量产带有上述间隙的膜电极。

这部分稍微有些复杂，大致是采用“贴花法”，分为3个步骤。首先先将框体6定位在膜2与第一贴花层13之间，再通过压制程序将贴花层13、14和膜、框体贴合。这个贴合的过程中，由于框体的存在，两侧会形成间隙空间。通过在压实体上施加不同的力，即可以控制形成第三步图中所示的间隙。

这件专利福特已在美国、PCT同步申请，其中在美国的专利已获得授权。此外，从专利权利人来看，其所有人曾为AUTOMOTIVE FUEL CELL COOPERATION CORP.，是一家由福特与DAIMLER AG共同建立的合资公司。不过此公司已处于关停状态，专利转移到两家公司共同持有。

这也并不奇怪。福特在2013年就曾宣布与梅赛德斯奔驰公司和日产结盟，共同开发氢燃料电池技术，希望在2017年就推出氢能汽车。

不过氢燃料电池虽然清洁，但大规模应用尚存在许多问题。眼瞅着特斯拉、比亚迪等锂电汽车风生水起，就连一开始全力押注氢能，对锂电池不屑一顾的丰田都开始务实地效仿中国了，福特、戴姆勒自然也转变了战略。

不过，在中国，福特也算是通过深蓝SL03(图片|配置|询价)将氢能车落地了。

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