שכבות תחבורה נקבוביות (PTLs) ממלאות תפקיד קריטי בביצועים ובמדרגיות של תאי דלק. תאי דלק הם מכשירים אלקטרוכימיים הממירים את האנרגיה הכימית של מימן, מתנול או דלקים אחרים לחשמל, חום ומים. בתא דלק, ה-PTL ממוקם בין שכבת הזרז לשכבת דיפוזיית הגז. הוא מספק מספר פונקציות חשובות, כולל:
1
הפצת גז
PTLs עוזרים להפיץ גזים מגיבים באופן שווה על פני שכבת הזרז. זה חשוב לתפעול יעיל ואחיד של תאי הדלק.
2
ניהול מים
PTLs גם ממלאים תפקיד קריטי בניהול מים, ועוזרים להסיר מים משכבת הזרז ומשכבת דיפוזיה של גז. ניהול מים חיוני לשמירה על רמת ההידרציה של ממברנת חילופי הפרוטונים והימנעות מהצפה של הקתודה.
3
מוליכות חשמלית
PTLs משמשים גם כמוליך חשמלי, המספקים נתיב בעל התנגדות נמוכה לזרימת אלקטרונים בין שכבת הזרז לשכבת דיפוזיה של גז.
4
תמיכה מכנית
PTLs מספקים תמיכה מכנית למבנה תאי הדלק, ומונעים דפורמציה או קריסה של שכבת דיפוזיית הגז ושכבת הזרז.
PTLs עשויים בדרך כלל מסיבי טיטניום או חומרי לבד ניקל, בעלי נקבוביות ושטח פנים גבוהים. ניתן לייעל את גודל הנקבוביות והמבנה של ה-PTL כדי לשפר את חלוקת הגז וניהול המים, מה שיכול לשפר את ביצועי תאי הדלק. בנוסף, ניתן להתאים את עובי ה-PTL כדי לאזן את פיזור הגז והובלת המים.
השגת ביצועים גבוהים ומדרגיות בתאי דלק דורשת אופטימיזציה של העיצוב והחומרים של ה-PTL. ה-PTL חייב להיות עמיד ועמיד בפני השפלה בתנאי הפעלה של תאי דלק, כגון טמפרטורות גבוהות, לחות גבוהה וחשיפה לגזים קורוזיביים.
בנוסף, ה-PTL חייב להיות חסכוני וניתן להרחבה לייצור תאי דלק בקנה מידה גדול.
לסיכום, התכנון והאופטימיזציה של PTLs ממלאים תפקיד מכריע בהשגת טכנולוגיית תאי דלק בעלת ביצועים גבוהים וניתנת להרחבה.
