Les capes de transport poroses (PTL) tenen un paper crític en el rendiment i l'escalabilitat de les piles de combustible. Les piles de combustible són dispositius electroquímics que converteixen l'energia química de l'hidrogen, el metanol o altres combustibles en electricitat, calor i aigua. En una pila de combustible, el PTL es troba entre la capa de catalitzador i la capa de difusió de gas. Ofereix diverses funcions importants, com ara:
1
Distribució de gas
Els PTL ajuden a distribuir els gasos reactius de manera uniforme sobre la superfície de la capa de catalitzador. Això és important per a un funcionament eficient i uniforme de la pila de combustible.
2
Gestió de l'aigua
Els PTL també tenen un paper crític en la gestió de l'aigua, ajudant a eliminar l'aigua de la capa de catalitzador i la capa de difusió de gas. La gestió de l'aigua és essencial per mantenir el nivell d'hidratació de la membrana d'intercanvi de protons i evitar inundacions del càtode.
3
Conductivitat elèctrica
Els PTL també serveixen com a conductor elèctric, proporcionant un camí de baixa resistència per al flux d'electrons entre la capa de catalitzador i la capa de difusió de gas.
4
Suport mecànic
Els PTL proporcionen suport mecànic a l'estructura de la pila de combustible, evitant la deformació o el col·lapse de la capa de difusió de gas i la capa de catalitzador.
Els PTL solen estar fets de fibra de titani o materials de feltre de níquel, que tenen una gran porositat i superfície. La mida dels porus i l'estructura del PTL es poden optimitzar per millorar la distribució de gas i la gestió de l'aigua, cosa que pot millorar el rendiment de la pila de combustible. A més, el gruix del PTL es pot ajustar per equilibrar la difusió de gas i el transport d'aigua.
Aconseguir un alt rendiment i escalabilitat a les piles de combustible requereix optimitzar el disseny i els materials del PTL. El PTL ha de ser durador i resistent a la degradació en condicions de funcionament de la pila de combustible, com ara altes temperatures, alta humitat i exposició a gasos corrosius.
A més, el PTL ha de ser rendible i escalable per a la producció de piles de combustible a gran escala.
En resum, el disseny i l'optimització de PTL tenen un paper crucial per aconseguir una tecnologia de piles de combustible escalable i d'alt rendiment.
