Trong một ứng dụng pin nhiên liệu điển hình, Lớp khuếch tán khí (GDL) đóng nhiều nhiệm vụ chính khác nhau và thường được tích hợp như một phần của Cụm điện cực màng (MEA).
Trong máy điện phân PEM (Màng trao đổi proton), lớp khuếch tán khí (GDL) đóng vai trò quan trọng trong việc tạo điều kiện thuận lợi cho sự di chuyển của khí chất phản ứng đến các lớp xúc tác nơi xảy ra các phản ứng điện hóa. GDL thường được tạo thành từ một vật liệu xốp, dẫn điện cho phép các khí, chẳng hạn như hydro và oxy, khuếch tán qua nó và đến được lớp xúc tác.
GDL phục vụ một số chức năng quan trọng trong máy điện phân PEM, bao gồm:
Phân phối khí: GDL giúp phân phối đều các khí của chất phản ứng trên bề mặt lớp xúc tác, đảm bảo các phản ứng điện hóa có thể xảy ra đồng đều.
Quản lý nước: Trong quá trình điện phân, nước được tạo ra ở cực âm và cần được loại bỏ để tránh ngập lớp xúc tác. GDL giúp vận chuyển nước ra khỏi lớp xúc tác và ra khỏi tế bào.
Tính dẫn điện: GDL thường được làm bằng vật liệu dẫn điện giúp chuyển các electron từ lớp chất xúc tác sang bộ thu dòng, điều cần thiết cho các phản ứng điện hóa xảy ra.
Nhìn chung, lớp khuếch tán khí đóng một vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ hoạt động hiệu quả của máy điện phân PEM bằng cách cho phép vận chuyển khí phản ứng, quản lý nước và cung cấp tính dẫn điện.
