Пористые транспортные слои (PTL) играют решающую роль в производительности и масштабируемости топливных элементов. Топливные элементы — это электрохимические устройства, которые преобразуют химическую энергию водорода, метанола или других видов топлива в электричество, тепло и воду. В топливном элементе PTL располагается между слоем катализатора и газодиффузионным слоем. Он выполняет несколько важных функций, в том числе:
1
Распределение газа
PTL помогают равномерно распределить газы-реагенты по поверхности слоя катализатора. Это важно для эффективной и равномерной работы топливных элементов.
2
Управление водными ресурсами
PTL также играют важную роль в управлении водными ресурсами, помогая удалять воду из слоя катализатора и газодиффузионного слоя. Управление водой необходимо для поддержания уровня гидратации протонообменной мембраны и предотвращения затопления катода.
3
Электрическая проводимость
PTL также служат электрическим проводником, обеспечивая путь с низким сопротивлением для потока электронов между слоем катализатора и газодиффузионным слоем.
4
Механическая поддержка
PTL обеспечивают механическую поддержку конструкции топливного элемента, предотвращая деформацию или разрушение газодиффузионного слоя и слоя катализатора.
PTL обычно изготавливаются из титанового волокна или никелевого войлока, которые имеют высокую пористость и площадь поверхности. Размер пор и структура PTL могут быть оптимизированы для улучшения распределения газа и управления водой, что может повысить производительность топливных элементов. Кроме того, толщину PTL можно отрегулировать, чтобы сбалансировать диффузию газа и перенос воды.
Достижение высокой производительности и масштабируемости топливных элементов требует оптимизации конструкции и материалов ЛЭП. PTL должна быть прочной и устойчивой к разрушению в условиях эксплуатации топливных элементов, таких как высокие температуры, высокая влажность и воздействие агрессивных газов.
Кроме того, PTL должна быть рентабельной и масштабируемой для крупномасштабного производства топливных элементов.
Таким образом, проектирование и оптимизация PTL играют решающую роль в создании высокопроизводительной и масштабируемой технологии топливных элементов.
