Το πορώδες στρώμα μεταφοράς (PTL) είναι ένα βασικό συστατικό ενός ηλεκτρολύτη PEM, που συνήθως βρίσκεται μεταξύ του στρώματος διάχυσης αερίου (GDL) και του ηλεκτροδίου.
Διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη διευκόλυνση της αποτελεσματικής μαζικής μεταφοράς των αντιδρώντων και των αερίων προϊόντων, στη διαχείριση του νερού μέσα στον ηλεκτρολύτη, στη διατήρηση της βέλτιστης πίεσης και κατανομής αερίου και στην παροχή μηχανικής υποστήριξης στο συγκρότημα ηλεκτροδίων.
Κατά την επιλογή ενός PTL, βασικοί παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη περιλαμβάνουν το πορώδες, το πάχος, την αγωγιμότητα, τις μηχανικές ιδιότητες και τη χημική του σταθερότητα.
Το στρώμα διάχυσης αερίου (GDL) και το πορώδες στρώμα μεταφοράς (PTL) είναι και τα δύο πορώδη υλικά που χρησιμοποιούνται σε κυψέλες καυσίμου και ηλεκτρολύτες, αλλά έχουν διαφορετικές λειτουργίες και δομές.
Το GDL είναι ένα λεπτό, πορώδες στρώμα τοποθετημένο μεταξύ του ηλεκτροδίου και του πεδίου ροής του αντιδρώντος αερίου σε κυψέλες καυσίμου ή ηλεκτρολύτες. Ο κύριος σκοπός του είναι να μεταφέρει τα αντιδρώντα αέρια στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου και να απομακρύνει την περίσσεια νερού που παράγεται κατά την ηλεκτροχημική αντίδραση. Το GDL παρέχει επίσης ηλεκτρική αγωγιμότητα μεταξύ του ηλεκτροδίου και του συλλέκτη ρεύματος, ο οποίος συλλέγει το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγεται από την αντίδραση.
Αντίθετα, το PTL είναι ένα πορώδες στρώμα που χρησιμοποιείται για την ομοιόμορφη κατανομή των αντιδρώντων αερίων στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου σε κυψέλες καυσίμου ή ηλεκτρολύτες. Το PTL μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως φράγμα για να αποτρέψει την πλημμύρα του ηλεκτροδίου από την περίσσεια αντιδρώντος αερίου και να διαχειριστεί τη μεταφορά νερού μακριά από το ηλεκτρόδιο.
Αν και τα PTL και τα GDL είναι κατασκευασμένα από πορώδη υλικά με βάση τον άνθρακα, όπως χαρτί άνθρακα, πορώδες τιτάνιο ή ίνες τιτανίου, το συγκεκριμένο υλικό και η δομή του PTL και του GDL μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την απόδοση των κυψελών καυσίμου και των ηλεκτρολυτών. Η επιλογή των υλικών μπορεί να εξαρτάται από τις συγκεκριμένες απαιτήσεις της συσκευής, όπως κυψέλες καυσίμου υψηλής θερμοκρασίας που χρησιμοποιούν υλικά με βάση το Ti για PTL και GDL για να αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες.
Συνοπτικά, η δομή και η λειτουργία των PTL και των GDL διαφέρουν, αλλά και τα δύο υλικά είναι απαραίτητα για την αποδοτική και αποτελεσματική λειτουργία κυψελών καυσίμου και ηλεκτρολύτη. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για PTL και GDL ενδέχεται να διαφέρουν ανάλογα με τις απαιτήσεις της συσκευής και τα υλικά με βάση το Ti χρησιμοποιούνται συνήθως λόγω της υψηλής αγωγιμότητας και της συμβατότητάς τους με καταλυτικά υλικά.
