Porowata warstwa transportowa (PTL) jest istotnym elementem elektrolizera PEM, zwykle umiejscowionym pomiędzy warstwą dyfuzyjną gazu (GDL) a elektrodą.
Odgrywa kluczową rolę w ułatwianiu wydajnego transportu masy gazów reagentów i produktów, zarządzaniu wodą w elektrolizerze, utrzymywaniu optymalnego ciśnienia i dystrybucji gazu oraz zapewnianiu mechanicznego wsparcia zespołu elektrody.
Przy wyborze PTL kluczowe czynniki, które należy wziąć pod uwagę, obejmują jego porowatość, grubość, przewodność, właściwości mechaniczne i stabilność chemiczną.
Warstwa dyfuzyjna gazu (GDL) i porowata warstwa transportowa (PTL) to porowate materiały stosowane w ogniwach paliwowych i elektrolizerach, ale mają różne funkcje i strukturę.
GDL to cienka, porowata warstwa umieszczona pomiędzy elektrodą a polem przepływu gazu reagenta w ogniwach paliwowych lub elektrolizerach. Jego głównym zadaniem jest transport reagentów na powierzchnię elektrody i usuwanie nadmiaru wody powstającej podczas reakcji elektrochemicznej. GDL zapewnia również przewodność elektryczną pomiędzy elektrodą a kolektorem prądu, który zbiera prąd elektryczny generowany w wyniku reakcji.
Natomiast PTL to porowata warstwa stosowana do równomiernego rozprowadzania gazów reagentów na powierzchni elektrody w ogniwach paliwowych lub elektrolizerach. PTL może również działać jako bariera zapobiegająca zalaniu elektrody nadmiarem gazu reagenta i zarządzająca transportem wody z dala od elektrody.
Chociaż zarówno PTL, jak i GDL są wykonane z porowatych materiałów na bazie węgla, takich jak kalka, porowaty tytan lub włókno tytanowe, specyficzny materiał i struktura PTL i GDL mogą znacząco wpłynąć na wydajność ogniw paliwowych i elektrolizerów. Wybór materiałów może zależeć od specyficznych wymagań urządzenia, takich jak wysokotemperaturowe ogniwa paliwowe, w których zastosowano materiały na bazie Ti w przypadku PTL i GDL, aby wytrzymać wysokie temperatury.
Podsumowując, struktura i funkcja PTL i GDL różnią się, ale oba materiały są niezbędne do wydajnego i efektywnego działania ogniwa paliwowego i elektrolizera. Materiały stosowane w PTL i GDL mogą się różnić w zależności od wymagań urządzenia, a materiały na bazie Ti są powszechnie stosowane ze względu na ich wysoką przewodność i kompatybilność z materiałami katalitycznymi.
