德國(guó)航空航天中心（DLR）工程熱力學(xué)研究所近日發(fā)布的一份白皮書，將針織網(wǎng)技術(shù)（KnitMesh Technologies）推向了綠色制氫領(lǐng)域的前沿。這份研究聚焦于多孔傳輸層（PTLs）設(shè)計(jì)對(duì)水電解系統(tǒng)性能的影響，發(fā)現(xiàn)由針織鋼絲網(wǎng)制成的PTLs在提升效率、耐用性和成本效益方面表現(xiàn)尤為突出。

在DLR開(kāi)展的受控單電池測(cè)試中，研究人員將KnitMesh Technologies的針織鋼絲網(wǎng)PTL與標(biāo)準(zhǔn)配置進(jìn)行了對(duì)比。測(cè)試條件設(shè)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(huán)境。結(jié)果顯示，采用針織鋼絲網(wǎng)PTL的電池在電流密度上提升了33%，同時(shí)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(yán)苛工況下能耗更低。

這種PTL不僅在活性區(qū)域提供了更均勻的壓縮力，還顯著優(yōu)化了氣體傳輸效率，能夠更快地排出氣泡。其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予了它出色的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，同時(shí)保持了良好的滲透性，確保了電解質(zhì)與反應(yīng)部位的充分接觸。

針織鋼絲網(wǎng)PTL之所以在氫能應(yīng)用中脫穎而出，得益于其類似精密彈簧的特性。在壓縮過(guò)程中，它能夠自適應(yīng)調(diào)整，均勻分散夾緊力，并與催化劑層保持穩(wěn)定接觸。這種靈活性不僅提升了膜電極組件（MEA）在實(shí)際運(yùn)行中的性能，還延長(zhǎng)了其使用壽命。

針織鋼絲網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)支持高效的兩相流，使得氣體更容易逸出，電解質(zhì)也能持續(xù)進(jìn)入反應(yīng)區(qū)域。更值得一提的是，這種材料可根據(jù)孔隙度、厚度和長(zhǎng)絲直徑進(jìn)行定制，為工程師提供了根據(jù)特定電堆設(shè)計(jì)微調(diào)導(dǎo)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(shè)計(jì)通用性上難以與之匹敵。

KnitMesh Technologies的工程經(jīng)理Craig Jones表示：“DLR的研究結(jié)果與我們?cè)陂_(kāi)發(fā)過(guò)程中的發(fā)現(xiàn)不謀而合。針織鋼絲網(wǎng)將柔韌性、導(dǎo)電性和滲透性完美結(jié)合，顯著提升了電解性能。隨著氫能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，這類創(chuàng)新材料對(duì)于提高整個(gè)價(jià)值鏈的效率、降低成本至關(guān)重要。”