در تولید هیدروژن الکترولیتی PEM، مواد GDL با کارایی بالا (لایه انتشار گاز، لایه انتشار گاز) باید شرایط زیر را برآورده کنند:
عملکرد انتشار گاز: مواد GDL باید عملکرد انتشار گاز خوبی داشته باشند به طوری که هیدروژن و اکسیژن می توانند به طور مساوی در ناحیه واکنش الکترود سلول الکترولیتی توزیع شوند. این به افزایش سرعت واکنش و راندمان الکترولیز کمک می کند.
خواص مرطوب کنندگی: مواد GDL باید خواص مرطوب کنندگی خوبی داشته باشند و بتوانند به سرعت رطوبت را به کانال زهکشی سلول الکترولیتی هدایت کنند. این به کاهش تجمع رطوبت کمک می کند، از مسدود شدن منافذ قطرات آب جلوگیری می کند و انتشار گاز و واکنش های الکترولیتی مناسب را حفظ می کند.
رسانایی الکترونیکی: مواد GDL باید رسانایی الکترونیکی خوبی داشته باشند تا الکترون ها به آرامی به ناحیه واکنش الکترود هدایت شوند. این به کاهش مقاومت الکترود، افزایش قابلیت انتقال جریان و کارایی سلول الکترولیتی کمک می کند.
پایداری شیمیایی: مواد GDL باید پایداری شیمیایی خوبی داشته باشند و بتوانند در برابر خوردگی در محیط های اسیدی و دمای بالا مقاومت کنند. این به افزایش عمر مواد، کاهش تخریب و از دست دادن خواص مواد کمک می کند.
استحکام و انعطاف مکانیکی: مواد GDL باید دارای استحکام مکانیکی و انعطاف پذیری کافی باشند تا بتوانند در مقابل فشار و نیروهای اکستروژن در سلول الکترولیتی مقاومت کنند و در عین حال خواص تماس پایدار را حفظ کنند.
هدایت حرارتی: مواد GDL باید رسانایی حرارتی خوبی داشته باشند تا به طور موثر گرمای تولید شده را پخش و هدایت کنند و دمای کاری پایدار سلول الکترولیتی را حفظ کنند.
به طور خلاصه، مواد GDL با کارایی بالا باید خواص انتشار گاز، خواص مرطوب کنندگی، هدایت الکترونیکی، پایداری شیمیایی، استحکام مکانیکی و انعطاف پذیری و هدایت حرارتی در تولید هیدروژن الکترولیتی PEM داشته باشند. این ویژگی ها می توانند کارایی، پایداری و طول عمر تولید هیدروژن الکترولیتی را بهبود بخشند.
