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电堆由多个单体电池以串联方式层叠组合而成。

单体电池是由将双极板与膜电极(MEA-催化剂、质子交换膜、碳纸/碳布)组成。

若干单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢，即构成燃料电池电堆。

双极板是由极板和流场组成。主要作用是气体分配、集流、导热和密封。

双极板是电、热的良导体，具有良好的机械性能，很好的阻气性能，耐腐蚀性好等特点，其性能决定了燃料电池堆体积比功率和质量比功率。

双极板材质主要是石墨或者合金。通常由石墨板材料制作，石墨双极板厚度约2～3.7mm，经铣床加工成具有一定形状的导流流体槽及流体通道，其流道设计和加工工艺与电池性能密切相关。

质子交换膜作为电解质，起到传导质子，隔离反应气体的作用。

在燃料电池内部，质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道，使得质子经过膜从阳极到达阴极，与外电路的电子转移构成回路，向外界提供电流。

质子交换膜的性能对燃料电池的性能起着非常重要的作用，它的好坏也直接影响电池的使用寿命。

作为氢燃料电池反应关键，催化层是由催化剂和催化剂载体形成的薄层。催化剂主要采用Pt/C,Pt合金/C，载体材料主要是纳米颗粒碳、碳纳米管、碳须等。

对材料要求导电性好，载体耐蚀，催化活性大。