Trong sản xuất hydro điện phân PEM, vật liệu GDL (Lớp khuếch tán khí, lớp khuếch tán khí) hiệu suất cao cần phải đáp ứng các yêu cầu sau:
Hiệu suất khuếch tán khí: Vật liệu GDL phải có hiệu suất khuếch tán khí tốt để hydro và oxy có thể được phân bố đều đến vùng phản ứng điện cực của tế bào điện phân. Điều này giúp tăng tốc độ phản ứng và hiệu suất điện phân.
Đặc tính làm ướt: Vật liệu GDL phải có đặc tính làm ướt tốt và có khả năng dẫn hơi ẩm nhanh chóng vào kênh thoát nước của tế bào điện phân. Điều này giúp giảm sự tích tụ độ ẩm, ngăn chặn các giọt nước làm tắc nghẽn lỗ chân lông và duy trì các phản ứng điện phân và khuếch tán khí thích hợp.
Độ dẫn điện: Vật liệu GDL cần có độ dẫn điện tốt để các electron có thể được dẫn một cách thuận lợi đến vùng điện cực phản ứng. Điều này giúp giảm điện trở điện cực, tăng khả năng truyền dòng điện và hiệu suất của tế bào điện phân.
Độ ổn định hóa học: Vật liệu GDL phải có độ ổn định hóa học tốt và có thể chịu được sự ăn mòn trong môi trường axit và nhiệt độ cao. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của vật liệu, giảm sự xuống cấp và mất đi tính chất của vật liệu.
Độ bền cơ học và tính linh hoạt: Vật liệu GDL cần có đủ độ bền cơ học và tính linh hoạt để có thể chịu được áp suất và lực đùn trong tế bào điện phân mà vẫn duy trì được tính chất tiếp xúc ổn định.
Độ dẫn nhiệt: Vật liệu GDL phải có độ dẫn nhiệt tốt để phân tán và dẫn nhiệt sinh ra một cách hiệu quả và duy trì nhiệt độ làm việc ổn định của tế bào điện phân.
Tóm lại, vật liệu GDL hiệu suất cao cần có đặc tính khuếch tán khí tốt, đặc tính làm ướt, độ dẫn điện tử, độ ổn định hóa học, độ bền cơ học và tính linh hoạt cũng như độ dẫn nhiệt trong sản xuất hydro điện phân PEM. Những đặc tính này có thể cải thiện hiệu quả, độ ổn định và tuổi thọ của quá trình sản xuất hydro điện phân.
