Пористі транспортні шари (PTL) відіграють вирішальну роль у продуктивності та масштабованості паливних елементів. Паливні елементи — це електрохімічні пристрої, які перетворюють хімічну енергію водню, метанолу чи іншого палива в електрику, тепло і воду. У паливному елементі PTL розташований між шаром каталізатора та газодифузійним шаром. Він виконує кілька важливих функцій, зокрема:
1
Розподіл газу
PTL допомагають рівномірно розподілити гази-реагенти по поверхні шару каталізатора. Це важливо для ефективної та рівномірної роботи паливних елементів.
2
Водне господарство
PTL також відіграють важливу роль в управлінні водними ресурсами, допомагаючи видаляти воду з шару каталізатора та газодифузійного шару. Керування водою має важливе значення для підтримки рівня гідратації протонообмінної мембрани та уникнення затоплення катода.
3
Електропровідність
PTL також служать електричним провідником, забезпечуючи шлях з низьким опором для потоку електронів між шаром каталізатора та газодифузійним шаром.
4
Механічна підтримка
PTL забезпечують механічну підтримку конструкції паливного елемента, запобігаючи деформації або колапсу газодифузійного шару та шару каталізатора.
PTL зазвичай виготовляються з титанового волокна або нікелевого повсті, які мають високу пористість і площу поверхні. Розмір пор і структуру PTL можна оптимізувати для покращення розподілу газу та управління водою, що може покращити продуктивність паливних елементів. Крім того, товщину PTL можна регулювати, щоб збалансувати дифузію газу та транспортування води.
Досягнення високої продуктивності та масштабованості в паливних елементах вимагає оптимізації конструкції та матеріалів PTL. PTL має бути міцним і стійким до деградації в умовах роботи паливних елементів, таких як високі температури, висока вологість і вплив корозійних газів.
Крім того, PTL має бути економічно ефективним і масштабованим для великомасштабного виробництва паливних елементів.
Таким чином, конструкція та оптимізація PTL відіграють вирішальну роль у досягненні високопродуктивної та масштабованої технології паливних елементів.
