氢电池GDL扩散层（Gas Diffusion Layer）是质子交换膜燃料电池中的重要组成部分，位于催化剂电极（CL）和双极板（BP）之间。GDL的作用主要是促进氢气和氧气在电池电极之间的传输和反应，为氢氧反应气体提供到达CL的路径，为生成水提供排泄的路径，实现CL和BP之间的电气连接，以及帮助散掉一部分的热量。GDL通常由导电材料和多孔材料构成，具有导电性、气体通透性和液体传输性能。
GDL扩散层在氢电池中具有以下几个主要功能：
● 气体传输：GDL扩散层具有良好的气体通透性，可以促进氢气和氧气的传输。它可以均匀分布气体，并将其传输到电极反应区域，以促进氧气还原和氢气氧化反应的进行。
● 液体传输：GDL扩散层还具有一定的液体传输性能，可以将水分和反应产物从电极反应区域排出，以保持反应的顺利进行。
● 导电性：GDL扩散层通常采用导电材料制成，可以提供电子导电路径，以促进电子在电极之间的传输，从而提高电池的效率。
● 支撑和保护：GDL扩散层还可以为电极提供支撑和保护作用，防止电极变形和损坏。
GDL扩散层在氢电池中的选择和设计需要考虑气体和液体传输性能、导电性能、耐腐蚀性能等因素，并与其他电池组件相匹配，以实现高效、稳定和可靠的氢电池性能。
GDL材料需要具备以〖下特性：
● 高的孔隙率和适宜的孔径分布，以便于气体扩散。
● 良好的导热性能，能够在反应过程中将热量传导到双极板，防止膜电极温度过高。
● 足够的机械强度，能够支撑催化剂电极和质子交换膜，防止在运行过程中出现损坏。
● 良好的导电性能，能够实现催化剂电极和双极板之间的电气连接。
● 良好的亲水性能，能够使ω反应生成的水顺利通过GDL排出。
● 在评价GDL的性能时，我们通常会根据极化曲线、流体传输特性、导电性、孔结构以及亲水或憎水性能等物□ 理手段进行表征。
生产制作氢电池GDL扩散层通常需要使用烘烤设备，工艺流程包含：
切碎碳纤维——形成碳纸——碳纸树脂浸渍——石墨化——憎水处理——烧结微孔层——与前制程形成的MEA贴合。
● 材料预处理：隧道炉可以用于对GDL扩散层所使用的导电材料和多孔材料进行预处理。例如，可以在隧道炉中进行煅烧，以去除材料中的杂质和挥发物，并提高材料的导电性和稳定性。
● 材料成型：隧道炉还可以用于GDL扩散层材料的成型。例如，可以通过热压或热浸渗等方式，在隧道炉中对导电材料和多孔材料进行成型，以形成GDL扩散层的整体结构。
● 烧结和热处理：完成成型后，GDL扩散层通常需要进行烧结和热处理，以提高其稳定性和导电性能★。隧道炉可以提供高温环境，使材料在一定温度下进行烧结和热处理，以促进材料的结晶和物理化学反应。
