燃料電池是將化學能轉化為電能的在線發電裝置，由于突破了傳統內燃機的效率限制，燃料電池發動機被認為是未來重要的汽車動力裝置發展的方向。而燃料電池單體內部重要的部件就是膜電極（MEA）。MEA（Membrane Electrode Assembly）又譯為膜電極，它是燃料電池發電的關鍵核心部件，膜電極與其兩側的雙極板組成了燃料電池的基本單元 — 燃料電池單電池。在實際應用當中可以根據設計的需要將多個單電池組合成為燃料電池電堆以滿足不同大小功率輸出的需要。圖1是由膜電極與極板組成的單個燃料電池的結構示意圖。

    氫氣通過陽極極板上的氣體流場到達陽極，通過電極上的擴散層到達陽極催化層，吸附在陽極催化劑層，氫氣在催化劑鉑的催化作用下分解為2個氫離子，即質子H＋，并釋放出2個電子。這一過程稱為氫的陽極氧化過程。

    使得反應氣體順利由擴散層到達催化層發生電化學反應。即大限度發揮單位面積和單位質量的催化劑的反應活性。因此，氣體擴散電極必須具備適當的疏水性，一方面保證反應氣體能夠順利經過短的通道到達催化劑，另一方面確保生成的產物水能夠潤濕膜，同時多余的水可以排出防止阻塞氣體通道。