英译汉：Hydrogen produced via water electrolysis powered by renewable electricity or green H2 offers new decarbonization pathways. Proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) is a promising technology although the current density, temperature, and H2 pressure of the PEMWE will have to be increased substantially to curtail the cost of green H2. Here, a porous transport layer for PEMWE is reported, that enables operation at up to 6 A cm−2 , 90 °C, and 90 bar H2 output pressure. It consists of a Ti porous sintered layer (PSL) on a low-cost Ti mesh (PSL/mesh-PTL) by diffusion bonding. This novel approach does not require a flow field in the bipolar plate. When using the mesh-PTL without PSL, the cell potential increases significantly due to mass transport losses reaching ca. 2.5 V at 2 A cm−2 and 90 °C. On the other hand, the PEMWE with the PSL/mesh-PTL has the same cell potential but at 6 A cm−2 , thus increasing substantially the operation range of the electrolyzer. Extensive physical characterization and pore network simulation demonstrate that the PSL/mesh-PTL leads to efficient gas/water management in the PEMWE. Finally, the PSL/mesh-PTL is validated in an industrial size PEMWE in a container operating at 90 bar H2 output pressure.

通过可再生能源或绿色氢气驱动的水电解产生的氢气为新的脱碳途径提供了新的机会。质子交换膜水电解（PEMWE）是一种有前途的技术，尽管要降低绿色氢气的成本，PEMWE的电流密度、温度和氢气压力必须显著增加。在这里，我们报道了一种用于PEMWE的多孔传输层，它可以在高达6 A cm−2、90 °C和90 bar氢气输出压力下运行。它由一个Ti多孔烧结层（PSL）和一个低成本Ti网（PSL/网-PTL）通过扩散焊接而成。这种新颖的方法不需要在双极板中设置流场。当使用没有PSL的网-PTL时，由于质量传输损失，在2 A cm−2和90 °C下，电池电位显著增加，达到约2.5 V。另一方面，带有PSL/网-PTL的PEMWE在6 A cm−2下具有相同的电池电位，从而大大增加了电解槽的运行范围。广泛的物理表征和孔隙网络模拟表明，PSL/网-PTL导致PEMWE中有效的气体/水管理。最后，在容器中运行的工业规模PEMWE在90 bar氢气输出压力下验证了PSL/网-PTL。

1. 这种新型的多孔运输层是如何改善质子交换膜电解水制氢效率的?

新型多孔运输层（PTL）通过以下几个方式改善质子交换膜电解水制氢效率：

1. 增强气体传输：PTL提供了一条高效的路径，用于氧气的快速去除和水的供应，从而提高了电解过程中的气体传输效率。
2. 优化催化剂层接触：PTL可以改善催化剂层与电解质之间的接触，从而提高电化学反应的效率。
3. 降低浓差极化：通过优化气体和水的分布，PTL有助于减少浓差极化，这是降低电解水制氢效率的一个常见问题。
4. 提高电解质利用率：PTL的孔隙结构有助于提高电解质的利用率，从而提高整体电解效率。

2. 与传统的PEMWE相比，这种新技术的成本效益如何?

与传统的PEMWE相比，新型多孔运输层技术可能在成本效益方面具有以下优势：

1. 提高效率：通过提高电解效率，可以减少能量消耗，从而降低长期运营成本。
2. 延长设备寿命：由于PTL有助于减少浓差极化和提高催化剂层的利用率，因此可以延长设备的使用寿命，减少维护和更换成本。
3. 降低材料成本：新型PTL可能在材料选择和制造上更具成本效益，从而降低整体系统的成本。

然而，具体成本效益分析需要考虑多种因素，包括技术成熟度、规模化生产成本、安装和维护费用等。

3. 高压氢气输出对PEMWE系统的运行有什么影响?

高压氢气输出对PEMWE系统的运行可能产生以下影响：

1. 增加系统复杂性：为了处理和存储高压氢气，可能需要增加额外的设备和安全措施。
2. 提高材料要求：高压环境可能对PEMWE系统的材料提出更高的要求，以确保系统的可靠性和安全性。
3. 影响系统效率：高压氢气的生成和存储可能对电解过程的效率产生一定的影响，需要通过优化系统设计和操作来最小化这种影响。

4. 为什么在没有PSL的情况下，使用mesh-PTL会导致电池电位显著增加?

在没有PSL的情况下，使用mesh-PTL可能导致电池电位显著增加的原因包括：

1. 气体传输受阻：mesh-PTL可能无法有效去除氧气和供应水，导致电解质中的气体浓度增加，从而增加电池电位。
2. 电解质流动受限：mesh-PTL的结构可能限制了电解质的流动，导致电解质中的电荷积累，从而增加电池电位。
3. 电极反应受阻：由于气体传输和电解质流动的受阻，电极反应可能受到影响，导致电池电位增加。

5. 如何评估PSL/mesh-PTL在工业规模PEMWE中的应用效果?

评估PSL/mesh-PTL在工业规模PEMWE中的应用效果可以通过以下方法：

1. 性能测试：进行全面的性能测试，包括电解效率、氢气纯度、系统稳定性和可靠性等。
2. 成本效益分析：评估PTL的使用对系统成本和长期运营成本的影响。
3. 寿命测试：进行长期运行测试，以评估PTL的耐用性和性能退化情况。
4. 与其他技术对比：将PSL/mesh-PTL的性能与其他电解水制氢技术进行比较，以确定其优势和劣势。