膜电极（Membrane Electrode Assemble, MEA）是氢氧燃料电池的重要组成部分，通过采用合适的催化剂，膜电极系统也可以用于电催化反应。目前，上，已经有较多的研究人员使用膜电极进行 CO2/CO 还原、水分解反应的研究（如：加拿大英属哥伦比亚大学的 Curtis P.Berlinguette，加拿大多伦多大学的Edward H. Sargent，美国莱斯大学的 Haotian Wang，美国斯坦福大学的 Matthew W. Kanan）。得益于成熟的燃料电池技术（成熟催化剂涂敷工艺，成熟的膜电极制备工艺、成熟的双极板制造与设计等），基于膜电极系统的 CO2还原技术，也被认为是有望实现工业化的技术手段之一。

膜电极的构造包括：离子交换膜（阴离子交换膜或阳离子交换膜）、气体扩散（经常使用的是碳纸，也有使用 PTFE 膜作为气体扩散层）、催化剂。其中催化剂负载在气体扩散层上形成催化剂层。将涂敷有催化剂的气体扩散层与离子交换膜通过热压或者冷压或者挤压的方式组装在一起就构成了膜电极（注意：催化剂夹在膜和气体扩散层之间）。与 Flow Cell 相比，膜电极系统实现了膜和电极之间的*接触，因此也有研究人员将膜电极系统称为“zero gap”的 Flow Cell。由于不存在电解液，因此减少了电解液所带来的系统欧姆损失，能够提高系统的能量转化效率。。。。。。