Σε μια τυπική εφαρμογή κυψελών καυσίμου, το στρώμα διάχυσης αερίου (GDL) παίζει διάφορες βασικές εργασίες και συχνά ενσωματώνεται ως μέρος της διάταξης ηλεκτροδίων μεμβράνης (MEA).
Σε έναν ηλεκτρολύτη PEM (μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων), το στρώμα διάχυσης αερίου (GDL) διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη διευκόλυνση της κίνησης των αντιδρώντων αερίων στα στρώματα του καταλύτη όπου συμβαίνουν οι ηλεκτροχημικές αντιδράσεις. Το GDL αποτελείται συνήθως από ένα πορώδες, αγώγιμο υλικό που επιτρέπει σε αέρια, όπως το υδρογόνο και το οξυγόνο, να διαχέονται μέσα από αυτό και να φτάσουν στο στρώμα του καταλύτη.
Το GDL εξυπηρετεί αρκετές σημαντικές λειτουργίες στον ηλεκτρολύτη PEM, όπως:
Κατανομή αερίου: Το GDL βοηθά στην ομοιόμορφη κατανομή των αντιδρώντων αερίων στην επιφάνεια του στρώματος του καταλύτη, διασφαλίζοντας ότι οι ηλεκτροχημικές αντιδράσεις μπορούν να συμβούν ομοιόμορφα.
Διαχείριση νερού: Κατά τη διαδικασία της ηλεκτρόλυσης, το νερό παράγεται στην κάθοδο και πρέπει να αφαιρεθεί για να αποφευχθεί η πλημμύρα του στρώματος του καταλύτη. Το GDL βοηθά στη μεταφορά του νερού μακριά από το στρώμα του καταλύτη και έξω από το κύτταρο.
Ηλεκτρική αγωγιμότητα: Το GDL είναι συνήθως κατασκευασμένο από ένα αγώγιμο υλικό που βοηθά στη μεταφορά ηλεκτρονίων από το στρώμα του καταλύτη στον συλλέκτη ρεύματος, το οποίο είναι απαραίτητο για την πραγματοποίηση ηλεκτροχημικών αντιδράσεων.
Συνολικά, το στρώμα διάχυσης αερίου παίζει κρίσιμο ρόλο στη διευκόλυνση της αποτελεσματικής λειτουργίας ενός ηλεκτρολύτη PEM επιτρέποντας τη μεταφορά των αντιδρώντων αερίων, τη διαχείριση του νερού και την παροχή ηλεκτρικής αγωγιμότητας.
