Les capes de transport poroses (PTL) són components crítics a les piles de combustible, responsables de garantir un transport massiu eficient, la gestió de l'aigua i la millora de les reaccions electroquímiques. Una pila de combustible és un dispositiu electroquímic que converteix l'energia emmagatzemada en un combustible, com l'hidrogen, en energia elèctrica mitjançant una sèrie de reaccions electroquímiques. El PTL d'una pila de combustible consta d'una capa de difusió de gas (GDL) i una capa de catalitzador, i té un paper crucial per facilitar aquestes reaccions.
La porositat i la permeabilitat són dos factors clau que influeixen en el rendiment dels PTL. La porositat es refereix a l'espai buit dins del PTL, que permet el transport de gas i la gestió de l'aigua. La permeabilitat es refereix a la capacitat del PTL per permetre el flux de gasos i líquids a través de la seva estructura. La combinació de porositat i permeabilitat és essencial per al transport massiu eficient i la gestió de l'aigua a les piles de combustible.
La gestió de l'aigua és un problema crític a les piles de combustible, ja que l'excés d'aigua pot obstruir els porus del PTL, provocant un rendiment reduït. Els PTL amb superfícies hidrofòbiques poden ajudar a mitigar aquest problema repel·lent l'aigua i permetent que flueixi lluny del PTL.
L'anisotropia és un altre factor important a tenir en compte a l'hora de dissenyar PTL. Els PTL anisotròpics tenen propietats direccionals que es poden optimitzar per millorar el rendiment de les piles de combustible. Per exemple, els PTL anisòtrops es poden dissenyar per tenir una porositat i una permeabilitat més altes en la direcció del flux de gas, alhora que són més hidrofòbics en la direcció del flux de líquid.
En conclusió, els PTL tenen un paper crucial en la millora del rendiment de les piles de combustible facilitant el transport massiu eficient, la gestió de l'aigua i les reaccions electroquímiques. La porositat, la permeabilitat, l'anisotropia i la hidrofobicitat/hidrofilia són factors crítics a tenir en compte a l'hora de dissenyar PTL per a piles de combustible. Amb més investigació i desenvolupament, els PTL tenen el potencial de millorar significativament l'eficiència i la fiabilitat de les piles de combustible, convertint-les en una tecnologia cada cop més important en la transició cap a un futur d'energia neta.
