背景技術：
1、本披露內容總體上涉及質子交換膜（pem）氫電解槽裝置，更具體地涉及一種新穎的陽極組組件，該陽極組組件包括由多層擴散結合的微擴張金屬網的堆疊體形成的多孔傳輸層（ptl）。
2、pem電解槽由電池單元的一個或多個堆疊體構成，每個電池單元由陽極雙極板、陽極側流場、陽極ptl、陽極催化劑層、中心質子傳導膜、陰極催化劑層、陰極ptl、陰極側流場和陰極雙極板構成。（一個或多個）堆疊體固定在具有水輸入口和氣體輸出口的電解槽框架內。（參見圖1）。
3、氫電解槽的操作在本領域中是眾所周知的，其中水在pem的每一側上循環通過堆疊體，并且在陽極和陰極的每一側上施加電能。每一側上的供水流過流場和ptl以到達內部催化劑層，在此處跨pem發生化學反應。跨pem發生的化學反應使水分子分裂，并且在陰極側產生氫氣，而在陽極側產生氧氣。
4、催化劑材料在本領域中是眾所周知的，并且通常施加到緊鄰相應ptl層的pem上。電解槽的性能高度依賴于催化劑材料和密度、各個層（歐姆電阻）的電接觸、流場和ptl的孔隙大小、通過各個層的流動路徑和流速。據報道，ptl的最佳孔徑在6?μm至15?μm的范圍內且孔隙度超過20%。然而，產生具有這些特性的材料既困難又昂貴。
5、在現有技術中，為了實現ptl的非常小的孔隙大小，陽極ptl通常由燒結鈦（ti）粉末、燒結ti纖維、多孔ti箔或金屬網ti制成。常規金屬網的孔隙大小通常在100?μm與1?mm之間。金屬箔（掩模圖案化濕法蝕刻光刻）的孔隙大小被限制為約100?μm，這使得它們更適合于更大直徑的流場而不是ptl層。燒結鈦粉末材料的孔隙大小可以實現為在6?μm至20?μm的范圍內。然而，燒結ti粉末ptl生產昂貴并且具有更隨機的間隙空間，這些間隙空間限制了ptl中某些位置處的流動和反應性。另外，材料的孔隙度還受到粉末顆粒直徑大小的限制。
6、相應地，工業中需要更便宜且更均勻的材料來形成電解槽堆疊體的ptl層。
技術實現思路
1、理想情況下，ptl應由若干層鈦材料（箔或片）復合而成，其中每一層都具有均勻的孔隙大小和分布，并且每一層的孔隙大小依次減小，從而在流場與催化劑層之間形成自由且直接的流動模式。
2、根據本發明的傳授內容所制備的ptl由微擴張ti金屬網層構成，能夠對單獨層的厚度、孔隙度、迂曲度、孔隙大小、層間連通性以及表面粗糙度實現精確控制，同時使孔隙大小分布幾乎為零。
3、特別地，本發明涉及由多個微擴張金屬網層形成的陽極側子組件的應用與制造，并且進一步涉及一種陽極組組件，該陽極組組件包括新穎微擴張ptl以及結合的流場和雙極。
4、本發明直接涉及“微擴張”金屬網ptl子組件（即，微擴張金屬箔層）的用途，該子組件具有3?μm至30?μm孔隙大小、10%至50%孔隙度（網開孔面積）的新穎特性；并且進一步涉及制造擴張金屬網以及陽極組組件的方法。
5、流場層可以包括擴張金屬箔或片層，這些擴張金屬箔或片層的孔隙大小較大，為100?μm或更大，并且采用較為傳統的金屬擴張、濕法蝕刻光刻、激光或其他合適的技術制造而成。
6、在一些實施例中，雙極板、流場層和多孔傳輸層被堆疊并且真空擴散結合到單個集成組組件中，從而消除了涂覆每個單獨層的需要并且改善了每一層之間的接觸界面。
7、結合的堆疊體的外側邊緣被修剪成期望的大小以與pem堆疊體的其他部件組裝。陽極組還在ptl側使用物理氣相沉積（pvd）涂覆方法在高通量涂覆生產線中涂覆有鉑族導電金屬，并且在雙極板側涂覆金材料，僅涂覆外表面，從而降低涂覆材料成本并提高生產速度和效率。
8、本發明的陽極組設計和制造方法的目的是通過不同層之間更好的電接觸，通過流場和ptl的更均勻的流動路徑來改進電解槽性能，以及通過將雙極板、流場和ptl組裝為單個集成部件來降低制造成本。
9、雖然已經將本發明的實施例描述為具有所闡述的特征，但應理解的是，這些特征的各種組合也被本發明的特定實施例涵蓋，并且本發明的范圍由權利要求而不是說明書來限定。
1.?一種電解槽多孔傳輸層（ptl），包括至少一個微擴張鈦（ti）箔片，所述至少一個微擴張鈦（ti）箔片的片厚度在10?μm至45?μm的包含端值的范圍內，孔隙大小在3?μm至30?μm的包含端值的范圍內，孔隙密度在10%至50%的包含端值的范圍內，并且表面粗糙度（ra）為25?nm或更大。
2.如權利要求1所述的電解槽ptl，包括多個疊置的微擴張ti箔片。
3.如權利要求2所述的電解槽ptl，其中，所述多個疊置的微擴張ti箔片中的每個片從外側到內側具有逐漸變小的孔隙大小。
4.如權利要求2所述的電解槽ptl，其中，所述多個疊置的微擴張ti箔片中的每個片從外側到內側具有逐漸變小的厚度。
5.如權利要求3所述的電解槽ptl，其中，所述多個疊置的微擴張ti箔片中的每個片從外側到內側具有逐漸變小的厚度。
6.如權利要求3所述的電解槽ptl，包括3個疊置的ti箔片，其中，內片的孔隙大小為x，中間片的孔隙大小為2x，并且外片的孔隙大小為3x，由此對于所述內片中的每個孔隙存在穿過所述ptl的流體路徑。
7.如權利要求5所述的電解槽ptl，包括3個疊置的ti箔片，其中，內片的孔隙大小為x，中間片的孔隙大小為2x，并且外片的孔隙大小為3x，由此對于所述內片中的每個孔隙存在穿過所述ptl的流體路徑。
8.如權利要求4所述的電解槽ptl，包括3個疊置的ti箔片，其中，內片的厚度為x，中間片的厚度為2x，并且外片的厚度為3x。
9.如權利要求5所述的電解槽ptl，包括3個疊置的ti箔片，其中，內片的厚度為x，中間片的厚度為2x，并且外片的厚度為3x。
10.一種電解槽陽極組組件，包括：
11.如權利要求10所述的電解槽陽極組組件，包括多個疊置的微擴張ti箔片。
12.如權利要求11所述的電解槽陽極組組件，其中，所述多個疊置的微擴張ti箔片中的每個片從外側到內側具有逐漸變小的孔隙大小。
13.如權利要求11所述的電解槽陽極組組件，其中，所述多個疊置的微擴張ti箔片中的每個片從外側到內側具有逐漸變小的厚度。
14.如權利要求12所述的電解槽陽極組組件，其中，所述多個疊置的微擴張ti箔片中的每個片從外側到內側具有逐漸變小的厚度。
15.如權利要求12所述的電解槽陽極組組件，包括3個疊置的ti箔片，其中，內片的孔隙大小為x，中間片的孔隙大小為2x，并且外片的孔隙大小為3x，由此對于所述內片中的每個孔隙存在穿過所述ptl的流體路徑。
16.如權利要求14所述的電解槽陽極組組件，包括3個疊置的ti箔片，其中，內片的孔隙大小為x，中間片的孔隙大小為2x，并且外片的孔隙大小為3x，由此對于所述內片中的每個孔隙存在穿過所述ptl的流體路徑。
17.如權利要求13所述的電解槽陽極組組件，包括3個疊置的ti箔片，其中，內片的厚度為x，中間片的厚度為2x，并且外片的厚度為3x。
18.如權利要求14所述的電解槽陽極組組件，包括5個疊置的ti箔片，其中，內片的厚度為x，中間片的厚度為2x，并且外片的厚度為3x。
19.如權利要求10所述的電解槽陽極組組件，其中，所述雙極板、所述多孔流場和所述ptl擴散結合在一起成為集成陽極組組件。
20.如權利要求10所述的電解槽陽極組組件，其中，所述雙極板的面向外的表面通過pvd涂覆有金，并且其中，所述ptl的面向外的表面通過pvd涂覆有鉑。