De poreuze transportlaag (PTL) is een essentieel onderdeel van een PEM-elektrolysator, meestal gelegen tussen de gasdiffusielaag (GDL) en de elektrode.
Het speelt een cruciale rol bij het faciliteren van het efficiënte massatransport van reactant- en productgassen, het beheren van water in de elektrolyseur, het handhaven van een optimale druk- en gasdistributie en het bieden van mechanische ondersteuning aan de elektrodeassemblage.
Bij het selecteren van een PTL zijn de belangrijkste factoren waarmee rekening moet worden gehouden de porositeit, dikte, geleidbaarheid, mechanische eigenschappen en chemische stabiliteit.
De gasdiffusielaag (GDL) en de poreuze transportlaag (PTL) zijn beide poreuze materialen die worden gebruikt in brandstofcellen en elektrolyzers, maar ze hebben verschillende functies en structuren.
Een GDL is een dunne, poreuze laag die tussen de elektrode en het stroomveld van het reactantgas in brandstofcellen of elektrolyzers wordt geplaatst. Het belangrijkste doel is het transporteren van reactantgassen naar het elektrodeoppervlak en het verwijderen van overtollig water dat wordt geproduceerd tijdens de elektrochemische reactie. De GDL zorgt ook voor elektrische geleidbaarheid tussen de elektrode en de stroomcollector, die de door de reactie gegenereerde elektrische stroom opvangt.
De PTL is daarentegen een poreuze laag die wordt gebruikt om reactantgassen gelijkmatig over het elektrodeoppervlak in brandstofcellen of elektrolyzers te verdelen. De PTL kan ook fungeren als een barrière om overstroming van de elektrode door een overmaat aan reactantgas te voorkomen en het watertransport weg van de elektrode te beheren.
Hoewel PTL's en GDL's beide zijn gemaakt van poreuze, op koolstof gebaseerde materialen zoals carbonpapier, poreus titanium of titaniumvezels, kunnen het specifieke materiaal en de structuur van de PTL en GDL de prestaties van brandstofcellen en elektrolyseapparaten aanzienlijk beïnvloeden. De materiaalkeuze kan afhangen van de specifieke vereisten van het apparaat, zoals hogetemperatuurbrandstofcellen die Ti-gebaseerde materialen gebruiken voor PTL en GDL om hoge temperaturen te weerstaan.
Samenvattend kunnen we stellen dat de structuur en functie van PTL's en GDL's verschillen, maar beide materialen zijn essentieel voor een efficiënte en effectieve werking van brandstofcellen en elektrolysers. De materialen die worden gebruikt voor PTL's en GDL's kunnen variëren afhankelijk van de vereisten van het apparaat, en op Ti gebaseerde materialen worden vaak gebruikt vanwege hun hoge geleidbaarheid en compatibiliteit met katalysatormaterialen.
