Porøse transportlag (PTL'er) spiller en afgørende rolle i brændselscellernes ydeevne og skalerbarhed. Brændselsceller er elektrokemiske enheder, der omdanner den kemiske energi af brint, methanol eller andre brændstoffer til elektricitet, varme og vand. I en brændselscelle er PTL placeret mellem katalysatorlaget og gasdiffusionslaget. Det giver flere vigtige funktioner, herunder:
1
Gas distribution
PTL'er hjælper med at fordele reaktantgasser jævnt over overfladen af katalysatorlaget. Dette er vigtigt for effektiv og ensartet brændselscelledrift.
2
Vandforvaltning
PTL'er spiller også en kritisk rolle i vandhåndtering, og hjælper med at fjerne vand fra katalysatorlaget og gasdiffusionslaget. Vandhåndtering er afgørende for at opretholde protonudvekslingsmembranens hydreringsniveau og undgå oversvømmelse af katoden.
3
Elektrisk ledningsevne
PTL'er tjener også som en elektrisk leder, der giver en lav-modstandsvej for strømmen af elektroner mellem katalysatorlaget og gasdiffusionslaget.
4
Mekanisk support
PTL'er giver mekanisk støtte til brændselscellestrukturen, hvilket forhindrer deformation eller kollaps af gasdiffusionslaget og katalysatorlaget.
PTL'er er typisk lavet af titaniumfiber eller nikkelfiltmaterialer, som har høj porøsitet og overfladeareal. PTL'ens porestørrelse og struktur kan optimeres for at forbedre gasdistribution og vandstyring, hvilket kan forbedre brændselscellens ydeevne. Derudover kan tykkelsen af PTL justeres for at balancere gasdiffusion og vandtransport.
At opnå høj ydeevne og skalerbarhed i brændselsceller kræver optimering af designet og materialerne i PTL. PTL'en skal være holdbar og modstandsdygtig over for nedbrydning under brændselscelledriftsforhold, såsom høje temperaturer, høj luftfugtighed og udsættelse for ætsende gasser.
Derudover skal PTL være omkostningseffektiv og skalerbar til storskala brændselscelleproduktion.
Sammenfattende spiller design og optimering af PTL'er en afgørende rolle for at opnå højtydende og skalerbar brændselscelleteknologi.
