德国航空航天中心(DLR)工程热力学研究所近日发布的一份白皮书,将针织网技术(KnitMesh Technologies)的创新应用推向了行业前沿。该研究聚焦多孔传输层(PTLs)设计对绿色制氢水电解系统性能的影响,发现由针织钢丝网制成的PTLs在效率、耐用性和成本效益方面表现突出,为氢能技术突破提供了关键材料解决方案。
在DLR开展的受控单电池测试中,研究人员将针织钢丝网PTL与标准配置进行了对比。实验条件设定为4cm²活性面积、1M KOH电解液及60°C操作温度。结果显示,采用针织钢丝网PTL的电池性能显著提升:电流密度增加33%,2A cm⁻²电流密度下电池电压降低74mV,表明系统在苛刻工况下的能耗更低。该材料在活性区域实现了更均匀的压缩分布,同时具备高效的气体传输能力,可快速排出气泡,兼顾导电性、导热性与渗透性的平衡。
针织钢丝网PTL的独特优势源于其精密的弹簧式结构。在压缩状态下,该材料能自适应调整形变,均匀分散夹紧力,确保与催化剂层的稳定接触。这种灵活性不仅提升了膜电极组件(MEA)的实际运行性能,还延长了其使用寿命。其多孔结构进一步优化了两相流效率——气体通过孔隙快速逸出,电解质则持续渗透至反应位点,形成高效循环。
材料可定制性是针织钢丝网的另一大亮点。工程师可通过调整孔隙率、厚度及丝径参数,精准控制导电性、渗透率和弹性,以适配不同电堆设计需求。相比之下,传统刚性或脆性PTL材料难以实现此类灵活调整,而针织钢丝网的结构特性使其成为下一代氢电解槽的理想选择。
KnitMesh Technologies工程经理Craig Jones表示:“DLR的研究验证了我们开发过程中的发现。针织钢丝网将柔韧性、导电性与渗透性完美结合,显著提升了电解系统性能。随着氢能产业规模化发展,此类创新材料对提高全产业链效率、降低成本至关重要。”目前,该技术已引发行业关注,或为绿色制氢技术的商业化应用开辟新路径。











