ضخامت لایه انتشار گاز (GDL) در پیل سوختی PEM (غشاء تبادل پروتون) پارامتر مهمی است که می تواند بر عملکرد، دوام و هزینه پیل سوختی تأثیر بگذارد. ضخامت GDL توسط عوامل مختلفی تعیین می شود، از جمله:
شرایط عملیاتی: ضخامت GDL را می توان تحت تأثیر شرایط عملکرد پیل سوختی، مانند چگالی جریان، دما و رطوبت قرار داد. به عنوان مثال، چگالی جریان بالاتر ممکن است به GDL های نازک تر برای کاهش محدودیت های انتقال جرم نیاز داشته باشد، در حالی که دماهای بالاتر ممکن است به GDL های ضخیم تر برای بهبود پایداری و دوام مکانیکی نیاز داشته باشد.
ساختار الکترود: ضخامت GDL همچنین می تواند تحت تأثیر ساختار و خواص الکترودهای موجود در پیل سوختی باشد. به عنوان مثال، ضخامت GDL را می توان برای مطابقت با ضخامت لایه کاتالیست بهینه کرد تا تماس بین واکنش دهنده ها و کاتالیزور افزایش یابد.
خواص مواد: خواص مواد GDL مانند تخلخل، نفوذپذیری و هدایت الکتریکی نیز می تواند بر ضخامت GDL تأثیر بگذارد. تخلخل بالاتر ممکن است به GDL نازکتر اجازه دهد تا به همان سطح انتقال جرم برسد، در حالی که رسانایی الکتریکی بالاتر ممکن است به GDL نازکتر اجازه دهد تا به همان سطح تماس الکتریکی برسد.
هزینه: ضخامت GDL همچنین می تواند تحت تأثیر هزینه مواد و فرآیندهای ساخت مورد استفاده برای تولید GDL باشد. GDL های ضخیم تر ممکن است گران تر تولید شوند و ممکن است هزینه کلی پیل سوختی را افزایش دهند.
به طور خلاصه، ضخامت GDL در یک پیل سوختی PEM توسط عوامل مختلفی از جمله شرایط عملیاتی، ساختار الکترود، خواص مواد و هزینه تعیین میشود. بهینه سازی ضخامت GDL برای دستیابی به عملکرد مطلوب، دوام و مقرون به صرفه بودن پیل سوختی مهم است.
