Poorsed transpordikihid (PTL) on kütuseelementide kriitilised komponendid, mis vastutavad tõhusa massitranspordi, veemajanduse ja elektrokeemiliste reaktsioonide tõhustamise eest. Kütuseelement on elektrokeemiline seade, mis muundab kütuses, näiteks vesinikus, salvestatud energia mitmete elektrokeemiliste reaktsioonide kaudu elektrienergiaks. Kütuseelemendis olev PTL koosneb gaasi difusioonikihist (GDL) ja katalüsaatorikihist ning mängib nende reaktsioonide hõlbustamisel otsustavat rolli.
Poorsus ja läbilaskvus on kaks peamist tegurit, mis mõjutavad PTL-ide jõudlust. Poorsus viitab tühimikule PTL-is, mis võimaldab gaasi transporti ja veemajandust. Läbilaskvus viitab PTL-i võimele võimaldada gaaside ja vedelike voolu läbi selle struktuuri. Poorsuse ja läbilaskvuse kombinatsioon on kütuseelementide tõhusa massitranspordi ja veemajanduse jaoks hädavajalik.
Veemajandus on kütuseelementides kriitiline probleem, kuna liigne vesi võib ummistada PTL-i poorid, mille tulemuseks on jõudluse vähenemine. Hüdrofoobse pinnaga PTL-id võivad seda probleemi leevendada, tõrjudes vett ja lastes sellel PTL-ist eemale voolata.
Anisotroopia on veel üks oluline tegur, mida PTL-ide kavandamisel arvestada. Anisotroopsetel PTL-idel on suunaomadused, mida saab kütuseelementide jõudluse parandamiseks optimeerida. Näiteks saab anisotroopseid PTL-e projekteerida nii, et neil oleks suurem poorsus ja läbilaskvus gaasi voolu suunas, samas kui need on vedeliku voolu suunas hüdrofoobsemad.
Kokkuvõtteks võib öelda, et PTL-idel on oluline roll kütuseelementide jõudluse parandamisel, hõlbustades tõhusat massitransporti, veemajandust ja elektrokeemilisi reaktsioone. Poorsus, läbilaskvus, anisotroopsus ja hüdrofoobsus/hüdrofiilsus on kõik kriitilised tegurid, mida kütuseelementide PTL-ide kavandamisel arvestada. Edasise uurimis- ja arendustegevusega on PTL-idel potentsiaal oluliselt parandada kütuseelementide tõhusust ja töökindlust, muutes need üha olulisemaks tehnoloogiaks üleminekul puhta energia tulevikule.
