氣體擴散層(Gas Diffusion Layer,GDL)是燃料電池的關(guān)鍵組件,位于電極與電解質(zhì)膜之間。以下是其詳細介紹:
結(jié)構(gòu):通常由基底層和微孔層組成?;讓右话悴捎枚嗫椎奶技埢蛱疾?,直接與氣流通道接觸,碳纖維平均孔徑約為 10.0μm,孔隙率為 0.7-0.8,為氣液體擴散與導(dǎo)電提供基礎(chǔ)。微孔層含有碳粉和疏水劑,厚度在 10-100μm,用于改善基底孔隙結(jié)構(gòu)、降低接觸電阻等。
材料:基底材料有碳纖維紙、碳纖維編織布、碳纖維非紡材料、碳黑紙等,具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。部分氣體擴散層也會使用金屬材料,如網(wǎng)狀金屬鎳。
功能:為燃料氣體和氧氣提供傳輸通道,使其均勻到達催化層,促進電化學(xué)反應(yīng);有效排出催化層生成的水,防止 “水淹” 現(xiàn)象,保障電極反應(yīng)連續(xù)性和高效性;作為電極的支撐結(jié)構(gòu),確保電極的穩(wěn)定性;具有良好的電子導(dǎo)電性,使催化層產(chǎn)生的電子能快速傳導(dǎo)至雙極板;將反應(yīng)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去,避免局部過熱,保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
性能要求:需具備均勻的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu),以保證透氣性能好;電阻率低,電子傳導(dǎo)能力強;結(jié)構(gòu)緊密、表面平整,減小接觸電阻;有一定機械強度,適當(dāng)?shù)膭傂耘c柔性;親水 / 憎水平衡適當(dāng);具有化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性;制造成本低,性能 / 價格比高。