W procesie elektrolitycznej produkcji wodoru PEM wysokowydajne materiały GDL (warstwa dyfuzyjna gazu, warstwa dyfuzyjna gazu) muszą spełniać następujące wymagania:
Wydajność dyfuzji gazu: Materiały GDL powinny charakteryzować się dobrą wydajnością dyfuzji gazu, aby wodór i tlen mogły być równomiernie rozprowadzane w obszarze reakcji elektrody ogniwa elektrolitycznego. Pomaga to zwiększyć szybkość reakcji i wydajność elektrolizy.
Właściwości zwilżające: Materiały GDL powinny mieć dobre właściwości zwilżające i być w stanie szybko odprowadzać wilgoć do kanału drenażowego ogniwa elektrolitycznego. Pomaga to zmniejszyć gromadzenie się wilgoci, zapobiega zatykaniu porów kropelek wody i utrzymuje właściwą dyfuzję gazów i reakcje elektrolityczne.
Przewodność elektronowa: Materiały GDL muszą mieć dobrą przewodność elektronową, aby elektrony mogły być płynnie prowadzone do obszaru reakcji elektrody. Pomaga to zmniejszyć oporność elektrody, zwiększając zdolność przenoszenia prądu i wydajność ogniwa elektrolitycznego.
Stabilność chemiczna: Materiały GDL powinny mieć dobrą stabilność chemiczną i być odporne na korozję w środowiskach kwaśnych i wysokotemperaturowych. Pomaga to przedłużyć żywotność materiału, zmniejszając degradację i utratę właściwości materiału.
Wytrzymałość mechaniczna i elastyczność: Materiały GDL muszą mieć wystarczającą wytrzymałość mechaniczną i elastyczność, aby móc wytrzymać siły ciśnienia i wytłaczania w ogniwie elektrolitycznym, zachowując jednocześnie stabilne właściwości kontaktowe.
Przewodność cieplna: Materiały GDL powinny charakteryzować się dobrą przewodnością cieplną, aby skutecznie rozpraszać i przewodzić powstałe ciepło oraz utrzymywać stabilną temperaturę pracy ogniwa elektrolitycznego.
Podsumowując, wysokowydajne materiały GDL muszą mieć dobre właściwości dyfuzji gazu, właściwości zwilżające, przewodność elektronową, stabilność chemiczną, wytrzymałość mechaniczną i elastyczność oraz przewodność cieplną w elektrolitycznej produkcji wodoru PEM. Właściwości te mogą poprawić wydajność, stabilność i żywotność elektrolitycznej produkcji wodoru.
