Farklı kaplamalara sahip titanyum çift kutuplu plakaların performans parametreleri
Titanyum yüzeyi üzerinde iletken, korozyona dayanıklı bir kaplama tabakasının kaplanması, titanyum çift kutuplu plakanın yüzeyinde oksit film oluşumunu etkili bir şekilde önleyebilir ve elektrot plakasının performans gereksinimlerini karşılayabilir. Korozyon direncine ve mükemmel elektrik iletkenliğine ek olarak, kaplamanın ayrıca alt tabaka ile iyi bir bağ gücüne sahip olması gerekir. Aynı zamanda PEMFC'nin sıcaklığı oda sıcaklığı ile 80°C arasında değişeceğindendereceC, kaplama ve substrat malzemesinin benzer termal genleşme katsayılarına sahip olması gerekir. Sıcaklık değişimi sürecinde kaplamanın delaminasyonunu ve çatlamasını önlemek için malzemenin koruması kaybolacaktır.
Yaygın olarak kullanılan kaplamalar temel olarak metal bazlı kaplamalar (değerli metaller, metal karbon/nitrür) ve karbon bazlı kaplamalar (grafit, iletken polimerler, amorf karbon vb.) olmak üzere 2 kategoriye ayrılır.
Farklı kaplamalara sahip titanyum çift kutuplu plakaların performans parametreleri
Hidrojen yakıt hücrelerinin önemli bir parçası olan çift kutuplu plakalar, hücre performansı, maliyeti ve dayanıklılığı konusunda belirleyici bir rol oynamaktadır. Şu anda hidrojen yakıt hücrelerinin ticarileştirilmesini kısıtlayan iki önemli konu maliyet ve dayanıklılıktır ve bipolar plakaların maliyeti belirli bir ölçüde elektrot malzemesi, akış alanı işleme ve elektrot kaplama hazırlama süreci tarafından belirlenir.
Grafit ve karbon bazlı kompozit malzemeler artık performans açısından hidrojen yakıt hücrelerinin gereksinimlerini karşılayamıyor ve metal malzemeler artık hidrojen yakıt hücresi çift kutuplu plakaları için ana malzemeler haline geldi. Ayrıca yüksek güç, hidrojen yakıt hücrelerinin her zaman peşinde olmuştur. Metal malzemelerdeki titanyum ve titanyum alaşımları, düşük yoğunluğa ve yüksek özgül güce sahiptir ve çift kutuplu plakaların ağırlığını ve hacmini önemli ölçüde azaltabilen hidrojen yakıt hücrelerinde mükemmel korozyon direncine sahiptir. Pilin kütleye özgü gücü ve hacme özgü gücü önemli ölçüde iyileştirilir ve uzun süreli hizmet çalışması sırasında titanyum ve titanyum alaşımları tarafından üretilen korozyon ürünleri, kararlılığı ve dayanıklılığı geliştirmeye elverişli olan proton değişim modları ve katalizörler için daha az toksiktir. pil işletimi.
Titanyum çift kutuplu plakaların yüzeyinde hazırlanan metal karbon/nitrür ve amorf karbon kaplamalar, mükemmel kapsamlı özelliklere sahip olup, yüksek araştırma ve uygulama değerine sahiptir. Bununla birlikte, bu kaplamalar iğne deliği kusurlarına eğilimlidir, bu nedenle mevcut araştırmanın ana amacı, Kaplama kompaktlığını, film-tabanlı bağ kuvvetini ve kaplama yüzeyi iletkenliğini iyileştirmektir. Ayrıca kaplama, reaksiyon tarafından üretilen suyun tahliyesini kolaylaştırmak için iyi bir hidrofobikliğe sahip olmalıdır.
Bu kapsamlı özellikleri karşılamak için, kaplamanın yapısal tasarımına ve organizasyonel bileşimine daha yüksek gereksinimler getirilir. Kaplama yapısının kompozit ve nano yapısı, kaplamanın yoğunluğunu, korozyon direncini ve elektrik iletkenliğini bir dereceye kadar artırabilir ve gelecekteki gelişimin ana yönü olan titanyum levhanın hizmet stabilitesini ve güvenilirliğini artırabilir.
