تعد طبقة النقل المسامية (PTL) مكونًا أساسيًا في المحلل الكهربائي PEM، وتقع عادةً بين طبقة انتشار الغاز (GDL) والقطب الكهربائي.
إنه يلعب دورًا حاسمًا في تسهيل النقل الجماعي الفعال للغازات المتفاعلة والمنتجة، وإدارة المياه داخل المحلل الكهربائي، والحفاظ على الضغط الأمثل وتوزيع الغاز، وتوفير الدعم الميكانيكي لمجموعة القطب الكهربائي.
عند اختيار PTL، تشمل العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها مساميتها وسمكها وموصليتها وخواصها الميكانيكية وثباتها الكيميائي.
تعتبر طبقة انتشار الغاز (GDL) وطبقة النقل المسامية (PTL) من المواد المسامية المستخدمة في خلايا الوقود والمحللات الكهربائية، لكن لهما وظائف وهياكل مختلفة.
GDL عبارة عن طبقة رقيقة مسامية موضوعة بين القطب ومجال تدفق الغاز المتفاعل في خلايا الوقود أو المحللات الكهربائية. والغرض الرئيسي منه هو نقل الغازات المتفاعلة إلى سطح القطب وإزالة الماء الزائد الناتج أثناء التفاعل الكهروكيميائي. يوفر GDL أيضًا التوصيل الكهربائي بين القطب ومجمع التيار، الذي يجمع التيار الكهربائي الناتج عن التفاعل.
في المقابل، فإن PTL عبارة عن طبقة مسامية تستخدم لتوزيع الغازات المتفاعلة بالتساوي عبر سطح القطب في خلايا الوقود أو المحلل الكهربائي. يمكن أن يعمل PTL أيضًا كحاجز لمنع غمر القطب بالغاز المتفاعل الزائد وإدارة نقل المياه بعيدًا عن القطب.
على الرغم من أن كلا من PTLs وGDL مصنوعان من مواد مسامية قائمة على الكربون مثل ورق الكربون أو التيتانيوم المسامي أو ألياف التيتانيوم، إلا أن المادة والبنية المحددة لـ PTL وGDL يمكن أن تؤثر بشكل كبير على أداء خلايا الوقود والمحللات الكهربائية. قد يعتمد اختيار المواد على المتطلبات المحددة للجهاز، مثل خلايا الوقود ذات درجة الحرارة العالية التي تستخدم مواد Ti-based لـ PTL وGDL لتحمل درجات الحرارة المرتفعة.
باختصار، يختلف هيكل ووظيفة PTLs وGDLs، لكن كلتا المادتين ضروريتان لتشغيل خلايا الوقود والمحلل الكهربائي بكفاءة وفعالية. قد تختلف المواد المستخدمة في PTLs وGDL وفقًا لمتطلبات الجهاز، وتُستخدم المواد المعتمدة على Ti بشكل شائع بسبب موصليتها العالية وتوافقها مع المواد المحفزة.
