Porösa transportlager (PTL) spelar en avgörande roll för bränslecellsprestanda och skalbarhet. Bränsleceller är elektrokemiska enheter som omvandlar den kemiska energin av väte, metanol eller andra bränslen till elektricitet, värme och vatten. I en bränslecell är PTL placerad mellan katalysatorskiktet och gasdiffusionsskiktet. Den tillhandahåller flera viktiga funktioner, inklusive:
1
Gasdistribution
PTL hjälper till att fördela reaktantgaser jämnt över ytan av katalysatorskiktet. Detta är viktigt för effektiv och enhetlig bränslecellsdrift.
2
Vattenförvaltning
PTL:er spelar också en avgörande roll i vattenhanteringen och hjälper till att avlägsna vatten från katalysatorskiktet och gasdiffusionsskiktet. Vattenhantering är avgörande för att upprätthålla protonbytesmembranets hydreringsnivå och undvika översvämning av katoden.
3
Elektrisk konduktivitet
PTL:er fungerar också som en elektrisk ledare, vilket ger en väg med låg resistans för flödet av elektroner mellan katalysatorskiktet och gasdiffusionsskiktet.
4
Mekaniskt stöd
PTL:er ger mekaniskt stöd till bränslecellstrukturen, förhindrar deformation eller kollaps av gasdiffusionsskiktet och katalysatorskiktet.
PTL:er är vanligtvis gjorda av titanfiber eller nickelfiltmaterial, som har hög porositet och ytarea. PTL:ns porstorlek och struktur kan optimeras för att förbättra gasdistributionen och vattenhanteringen, vilket kan förbättra bränslecellens prestanda. Dessutom kan tjockleken på PTL justeras för att balansera gasdiffusion och vattentransport.
För att uppnå hög prestanda och skalbarhet i bränsleceller krävs optimering av designen och materialen i PTL. PTL:n måste vara hållbar och resistent mot nedbrytning under bränslecellsdriftsförhållanden, såsom höga temperaturer, hög luftfuktighet och exponering för korrosiva gaser.
Dessutom måste PTL vara kostnadseffektiv och skalbar för storskalig produktion av bränsleceller.
Sammanfattningsvis spelar design och optimering av PTL:er en avgörande roll för att uppnå högpresterande och skalbar bränslecellsteknik.
