Straturile de transport poroase (PTL) joacă un rol critic în performanța și scalabilitatea celulelor de combustie. Pilele de combustie sunt dispozitive electrochimice care convertesc energia chimică a hidrogenului, metanolului sau a altor combustibili în energie electrică, căldură și apă. Într-o celulă de combustie, PTL este situat între stratul de catalizator și stratul de difuzie a gazului. Acesta oferă mai multe funcții importante, inclusiv:
1
Distributie Gaze
PTL-urile ajută la distribuirea uniformă a gazelor reactante pe suprafața stratului de catalizator. Acest lucru este important pentru funcționarea eficientă și uniformă a celulei de combustibil.
2
Managementul apei
PTL-urile joacă, de asemenea, un rol critic în gestionarea apei, ajutând la îndepărtarea apei din stratul de catalizator și din stratul de difuzie a gazului. Gestionarea apei este esențială pentru menținerea nivelului de hidratare al membranei schimbătoare de protoni și evitarea inundațiilor catodului.
3
Conductivitate electrică
PTL-urile servesc și ca conductor electric, oferind o cale de rezistență scăzută pentru fluxul de electroni între stratul de catalizator și stratul de difuzie a gazului.
4
Suport mecanic
PTL-urile oferă suport mecanic structurii celulei de combustibil, prevenind deformarea sau prăbușirea stratului de difuzie a gazului și a stratului de catalizator.
PTL-urile sunt de obicei realizate din fibră de titan sau materiale din pâslă de nichel, care au porozitate și suprafață ridicate. Dimensiunea porilor și structura PTL pot fi optimizate pentru a îmbunătăți distribuția gazului și gestionarea apei, ceea ce poate îmbunătăți performanța celulei de combustibil. În plus, grosimea PTL poate fi ajustată pentru a echilibra difuzia gazului și transportul apei.
Obținerea performanței și scalabilității înalte în celulele de combustie necesită optimizarea designului și a materialelor PTL. PTL trebuie să fie durabil și rezistent la degradare în condiții de funcționare a celulei de combustibil, cum ar fi temperaturi ridicate, umiditate ridicată și expunerea la gaze corozive.
În plus, PTL trebuie să fie rentabil și scalabil pentru producția la scară largă de celule de combustibil.
Pe scurt, proiectarea și optimizarea PTL-urilor joacă un rol crucial în obținerea unei tehnologii de înaltă performanță și scalabilă pentru celule de combustibil.
