德國航空航天中心(DLR)工程熱力學研究所近日發布的一份白皮書,將針織網技術(KnitMesh Technologies)推向了綠色制氫領域的前沿。這份研究聚焦于多孔傳輸層(PTLs)設計對水電解系統性能的影響,發現由針織鋼絲網制成的PTLs在提升效率、耐用性和成本效益方面表現尤為突出。
在DLR開展的受控單電池測試中,研究人員將KnitMesh Technologies的針織鋼絲網PTL與標準配置進行了對比。測試條件設定為4平方厘米活性面積、1M氫氧化鉀溶液以及60攝氏度環境。結果顯示,采用針織鋼絲網PTL的電池在電流密度上提升了33%,同時在2安培每平方厘米的電流密度下,電池電壓降低了74毫伏,這意味著在嚴苛工況下能耗更低。
這種PTL不僅在活性區域提供了更均勻的壓縮力,還顯著優化了氣體傳輸效率,能夠更快地排出氣泡。其獨特的結構賦予了它出色的導電性和導熱性,同時保持了良好的滲透性,確保了電解質與反應部位的充分接觸。
針織鋼絲網PTL之所以在氫能應用中脫穎而出,得益于其類似精密彈簧的特性。在壓縮過程中,它能夠自適應調整,均勻分散夾緊力,并與催化劑層保持穩定接觸。這種靈活性不僅提升了膜電極組件(MEA)在實際運行中的性能,還延長了其使用壽命。
針織鋼絲網的結構設計支持高效的兩相流,使得氣體更容易逸出,電解質也能持續進入反應區域。更值得一提的是,這種材料可根據孔隙度、厚度和長絲直徑進行定制,為工程師提供了根據特定電堆設計微調導電性、滲透率和彈性的可能性。相比之下,剛性或脆性PTL材料在設計通用性上難以與之匹敵。
KnitMesh Technologies的工程經理Craig Jones表示:“DLR的研究結果與我們在開發過程中的發現不謀而合。針織鋼絲網將柔韌性、導電性和滲透性完美結合,顯著提升了電解性能。隨著氫能產業的蓬勃發展,這類創新材料對于提高整個價值鏈的效率、降低成本至關重要。”











