As camadas de transporte poroso (PTLs) desempenham um papel crítico no desempenho e na escalabilidade das células de combustível. As células de combustível são dispositivos eletroquímicos que convertem a energia química do hidrogênio, metanol ou outros combustíveis em eletricidade, calor e água. Em uma célula de combustível, o PTL está localizado entre a camada de catalisador e a camada de difusão de gás. Ele fornece várias funções importantes, incluindo:
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Distribuição de Gás
Os PTLs ajudam a distribuir gases reagentes uniformemente sobre a superfície da camada de catalisador. Isso é importante para uma operação eficiente e uniforme da célula de combustível.
2
Gerência de água
Os PTLs também desempenham um papel crítico no gerenciamento de água, ajudando a remover a água da camada de catalisador e da camada de difusão de gás. O gerenciamento da água é essencial para manter o nível de hidratação da membrana de troca de prótons e evitar inundações do cátodo.
3
Condutividade elétrica
Os PTLs também servem como condutores elétricos, fornecendo um caminho de baixa resistência para o fluxo de elétrons entre a camada de catalisador e a camada de difusão de gás.
4
Suporte Mecânico
Os PTLs fornecem suporte mecânico à estrutura da célula de combustível, evitando a deformação ou o colapso da camada de difusão de gás e da camada de catalisador.
Os PTLs são normalmente feitos de fibra de titânio ou materiais de feltro de níquel, que possuem alta porosidade e área de superfície. O tamanho dos poros e a estrutura do PTL podem ser otimizados para melhorar a distribuição de gás e o gerenciamento de água, o que pode melhorar o desempenho da célula de combustível. Além disso, a espessura do PTL pode ser ajustada para equilibrar a difusão de gás e o transporte de água.
Alcançar alto desempenho e escalabilidade em células de combustível requer otimizar o design e os materiais do PTL. O PTL deve ser durável e resistente à degradação em condições operacionais de célula de combustível, como altas temperaturas, alta umidade e exposição a gases corrosivos.
Além disso, o PTL deve ser econômico e escalável para a produção de células de combustível em larga escala.
Em resumo, o projeto e a otimização de PTLs desempenham um papel crucial na obtenção de tecnologia de célula de combustível escalável e de alto desempenho.
