Porézní transportní vrstvy (PTL) hrají zásadní roli ve výkonu a škálovatelnosti palivových článků. Palivové články jsou elektrochemická zařízení, která přeměňují chemickou energii vodíku, metanolu nebo jiných paliv na elektřinu, teplo a vodu. V palivovém článku je PTL umístěn mezi vrstvou katalyzátoru a vrstvou difúze plynu. Poskytuje několik důležitých funkcí, včetně:
1
Distribuce plynu
PTL pomáhají distribuovat plyny reaktantů rovnoměrně po povrchu vrstvy katalyzátoru. To je důležité pro efektivní a rovnoměrný provoz palivových článků.
2
Vodní hospodářství
PTL také hrají zásadní roli ve vodním hospodářství, pomáhají odstraňovat vodu z vrstvy katalyzátoru a vrstvy difúze plynu. Hospodaření s vodou je nezbytné pro udržení úrovně hydratace protonové výměnné membrány a pro zamezení zaplavení katody.
3
Elektrická vodivost
PTL také slouží jako elektrický vodič, který poskytuje cestu s nízkým odporem pro tok elektronů mezi vrstvou katalyzátoru a vrstvou difúze plynu.
4
Mechanická podpora
PTL poskytují mechanickou podporu struktuře palivového článku a zabraňují deformaci nebo kolapsu vrstvy difúze plynu a vrstvy katalyzátoru.
PTL jsou obvykle vyrobeny z materiálů z titanových vláken nebo niklové plsti, které mají vysokou poréznost a povrch. Velikost pórů a strukturu PTL lze optimalizovat pro zlepšení distribuce plynu a hospodaření s vodou, což může zlepšit výkon palivových článků. Navíc lze tloušťku PTL upravit tak, aby vyvážila difúzi plynu a transport vody.
Dosažení vysokého výkonu a škálovatelnosti v palivových článcích vyžaduje optimalizaci konstrukce a materiálů PTL. PTL musí být trvanlivé a odolné vůči degradaci v provozních podmínkách palivových článků, jako jsou vysoké teploty, vysoká vlhkost a vystavení korozivním plynům.
Kromě toho musí být PTL nákladově efektivní a škálovatelné pro výrobu palivových článků ve velkém měřítku.
Stručně řečeno, návrh a optimalizace PTL hrají klíčovou roli při dosahování vysoce výkonné a škálovatelné technologie palivových článků.
