Γνώση

Home/Γνώση/Λεπτομέρειες

Εισαγωγή στα τσόχα τιτανίου για ηλεκτρολύτες PEM

Το Felt Titanium Fiber Felt είναι ένα υλικό που μοιάζει με τσόχα κατασκευασμένο από καθαρό τιτάνιο ή ίνες κράματος τιτανίου. Αυτός ο τύπος υλικού από τσόχα παράγεται τυπικά με πυροσυσσωμάτωση, συμπίεση ή άλλες τεχνικές επεξεργασίας χρησιμοποιώντας ίνες τιτανίου. Η τσόχα από ίνες τιτανίου παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και αντοχή στη διάβρωση και βρίσκει ευρείες εφαρμογές σε βιομηχανίες όπως η θερμική μηχανική, η αεροδιαστημική και η χημική μηχανική. Διαθέτει καλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα, μαζί με κάποια μηχανική αντοχή και σταθερότητα, καθιστώντας το κατάλληλο για εφαρμογές όπως μόνωση, διήθηση και προσρόφηση σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας.

στρώμα διάχυσης αερίου ανόδου από τσόχα τιτανίου
 

Η συντηγμένη τσόχα από ίνες τιτανίου χρησιμεύει ως υπόστρωμα για την εναπόθεση καταλύτη πλατίνας. Το δείγμα που χρησιμοποιείται είναι κυκλικό, με διάμετρο 30mm και πάχος 1mm, με πορώδες που ξεπερνά το 70%. Τα συγκεκριμένα βήματα θεραπείας είναι τα εξής:

 
01
 

Αφαίρεση μεμβράνης οξειδίου

Η τσόχα τιτανίου έχει βυθιστεί σε διάλυμα ηλεκτρολυτικού οξέος με βάση νιτρικό οξύ και υδροφθορικό οξύ, με τιμή pH 0,5 σε θερμοκρασία δωματίου. Στη συνέχεια, έχει εφαρμοστεί τάση 2,5 V στην τσόχα, προκαλώντας ανοδική διάλυση της επιφάνειας του τιτανίου.

 
02
 

Καθαρισμός αερίου αργού

Μετά το ξέπλυμα με απιονισμένο νερό, η επιφάνεια του κατεργαζόμενου τεμαχίου τιτανίου υφίσταται επεξεργασία πλάσματος σε αργό για την απομάκρυνση τυχόν υπολειπόμενων ρύπων στην επιφάνεια του τιτανίου.

 
03
 

Επιμετάλλωση

Πραγματοποιούνται συνεχείς διαδικασίες φυσικού καθαρισμού πλάσματος, ακολουθούμενες από περαιτέρω έκπλυση με απιονισμένο νερό. Οι ίνες τιτανίου επικαλύπτονται αμέσως με πλατίνα χρησιμοποιώντας ηλεκτροχημική μέθοδο σε περιβάλλον αργού. Οι παράμετροι ρυθμίζονται σε τιμή pH 8 και θερμοκρασία 50 βαθμούς. Η διαδικασία ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης διεξάγεται για 10 λεπτά με σταθερή τάση καθόδου -3,2V σε σχέση με το ηλεκτρόδιο αναφοράς. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας επιμετάλλωσης, το ηλεκτρόδιο τιτανίου τοποθετείται ηλεκτρικά μεταξύ δύο συνδεδεμένων ηλεκτροδίων αναφοράς. Ο χρόνος ενεργοποίησης ορίζεται στα 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου και ο χρόνος εκτός λειτουργίας έχει οριστεί στα 56,7 χιλιοστά του δευτερολέπτου, με αποτέλεσμα έναν κύκλο λειτουργίας 15% σε κάθε κύκλο. Το δεύτερο μέρος της διαδικασίας ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης επαναλαμβάνεται για άλλα 10 λεπτά.

 

Titanium Felts
 
04
 

Συνέλευση ΜΕΑ

Το ηλεκτρόδιο έχει εμποτιστεί με ένα αγώγιμο με πρωτόνια διάλυμα ιοντομερούς σε 5 wt.% αιθανόλη και στη συνέχεια επιστρώθηκε με λευκόχρυσο. Το διάλυμα έχει χυθεί στο ηλεκτρόδιο χρησιμοποιώντας αερογράφο, ενώ το ηλεκτρόδιο με βάση το τιτάνιο συνδέεται με μια θερμαινόμενη θήκη δείγματος. Η θερμοκρασία ρυθμίζεται στους 60 βαθμούς για να επιταχυνθεί η εξάτμιση της αιθανόλης από την επιφάνεια του ηλεκτροδίου.

 
05
 

Συναρμολογήστε σε διαμόρφωση διπολικής πλάκας, συνολικά 20 σετ.

 

Titanium Felts

 

επίστρωση πλατίνας σε τσόχα τιτανίου

Οι μικροσκοπικές εικόνες παρακάτω εμφανίζουν συντηγμένες ίνες τιτανίου επικαλυμμένες με πλατίνα. Οι ίνες που βρίσκονται στην εξωτερική πλευρά της τσόχας μπορούν να θωρακίσουν ολόκληρη την επίστρωση, μια επίδραση που εξηγείται από την κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου εντός του πρωτεύοντος στοιχείου (όπου το ηλεκτρόδιο εργασίας βρίσκεται μεταξύ δύο αντίθετων ηλεκτροδίων και είναι παράλληλο με αυτά). Η επίστρωση είναι επαρκής για να εξασφαλίσει τη μακροπρόθεσμη σταθερή πρόσφυση των νανοσωματιδίων πλατίνας. Η ακόλουθη εικόνα παρουσιάζει μικροσκοπικές φωτογραφίες σωματιδίων πλατίνας που εναποτίθενται σε ηλεκτρολυμένες ίνες τιτανίου χρησιμοποιώντας μια διαδικασία παλμικής επιμετάλλωσης.

Titanium Felts