Poorsed transpordikihid (PTL) mängivad kütuseelementide jõudluses ja mastaapsuses kriitilist rolli. Kütuseelemendid on elektrokeemilised seadmed, mis muudavad vesiniku, metanooli või muude kütuste keemilise energia elektriks, soojuseks ja veeks. Kütuseelemendis asub PTL katalüsaatorikihi ja gaasi difusioonikihi vahel. See pakub mitmeid olulisi funktsioone, sealhulgas:
1
Gaasi jaotus
PTL-id aitavad reageerivaid gaase ühtlaselt jaotada katalüsaatorikihi pinnale. See on oluline kütuseelemendi tõhusaks ja ühtlaseks tööks.
2
Veemajandus
PTL-id mängivad olulist rolli ka veemajanduses, aidates eemaldada vett katalüsaatorikihist ja gaasi difusioonikihist. Veemajandus on oluline prootonivahetusmembraani hüdratatsioonitaseme säilitamiseks ja katoodi üleujutuse vältimiseks.
3
Elektrijuhtivus
PTL-id toimivad ka elektrijuhina, pakkudes madala takistusega tee elektronide vooluks katalüsaatorikihi ja gaasi difusioonikihi vahel.
4
Mehaaniline tugi
PTL-id pakuvad kütuseelemendi struktuurile mehaanilist tuge, hoides ära gaasi difusioonikihi ja katalüsaatorikihi deformatsiooni või kokkuvarisemise.
PTL-id on tavaliselt valmistatud titaankiust või nikkelvildist materjalidest, millel on kõrge poorsus ja pindala. PTL-i pooride suurust ja struktuuri saab optimeerida, et parandada gaasijaotust ja veemajandust, mis võib parandada kütuseelementide jõudlust. Lisaks saab gaasi difusiooni ja veetranspordi tasakaalustamiseks reguleerida PTL paksust.
Kütuseelementide suure jõudluse ja mastaapsuse saavutamiseks on vaja optimeerida PTL-i disaini ja materjale. PTL peab olema vastupidav ja kulumiskindel kütuseelemendi töötingimustes, nagu kõrge temperatuur, kõrge õhuniiskus ja kokkupuude söövitavate gaasidega.
Lisaks peab PTL olema kulutõhus ja skaleeritav kütuseelementide suuremahuliseks tootmiseks.
Kokkuvõtlikult võib öelda, et PTL-ide disain ja optimeerimine mängivad ülitähtsat rolli suure jõudlusega ja skaleeritava kütuseelemenditehnoloogia saavutamisel.
