لایه انتقال متخلخل (PTL) یک جزء ضروری یک الکترولیز PEM است که معمولاً بین لایه انتشار گاز (GDL) و الکترود قرار دارد.
این نقش مهمی در تسهیل حمل و نقل انبوه کارآمد واکنش دهنده و گازهای محصول، مدیریت آب در الکترولیز، حفظ فشار و توزیع گاز بهینه، و پشتیبانی مکانیکی برای مجموعه الکترود ایفا می کند.
هنگام انتخاب یک PTL، عوامل کلیدی که باید در نظر گرفته شوند عبارتند از تخلخل، ضخامت، رسانایی، خواص مکانیکی و پایداری شیمیایی آن.
لایه انتشار گاز (GDL) و لایه انتقال متخلخل (PTL) هر دو مواد متخلخلی هستند که در پیل های سوختی و الکترولیزها استفاده می شوند، اما عملکردها و ساختارهای متفاوتی دارند.
GDL یک لایه نازک و متخلخل است که بین الکترود و میدان جریان گاز واکنش دهنده در پیل های سوختی یا الکترولیزها قرار گرفته است. هدف اصلی آن انتقال گازهای واکنش دهنده به سطح الکترود و حذف آب اضافی تولید شده در طی واکنش الکتروشیمیایی است. GDL همچنین هدایت الکتریکی بین الکترود و کلکتور جریان را فراهم می کند که جریان الکتریکی تولید شده توسط واکنش را جمع آوری می کند.
در مقابل، PTL یک لایه متخلخل است که برای توزیع یکنواخت گازهای واکنش دهنده در سراسر سطح الکترود در سلول های سوختی یا الکترولیزها استفاده می شود. PTL همچنین می تواند به عنوان یک مانع برای جلوگیری از غرق شدن الکترود توسط گاز واکنش دهنده اضافی و مدیریت انتقال آب به دور از الکترود عمل کند.
اگرچه PTLها و GDLها هر دو از مواد متخلخل مبتنی بر کربن مانند کاغذ کربن، تیتانیوم متخلخل یا فیبر تیتانیوم ساخته شدهاند، مواد و ساختار خاص PTL و GDL میتواند عملکرد پیلهای سوختی و الکترولیزها را تحت تأثیر قرار دهد. انتخاب مواد ممکن است به نیازهای خاص دستگاه بستگی داشته باشد، مانند سلول های سوختی با دمای بالا که از مواد مبتنی بر Ti برای PTL و GDL برای تحمل دمای بالا استفاده می کنند.
به طور خلاصه، ساختار و عملکرد PTL و GDL متفاوت است، اما هر دو ماده برای عملکرد کارآمد و موثر پیل سوختی و الکترولیز ضروری هستند. مواد مورد استفاده برای PTL و GDL بسته به نیاز دستگاه ممکن است متفاوت باشد و مواد مبتنی بر Ti به دلیل رسانایی بالا و سازگاری با مواد کاتالیست معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند.
