Η επίστρωση ενός στρώματος αγώγιμου ανθεκτικού στη διάβρωση επίστρωσης στην επιφάνεια του τιτανίου μπορεί να αποφύγει αποτελεσματικά το σχηματισμό μεμβράνης οξειδίου στην επιφάνεια της διπολικής πλάκας τιτανίου και να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις απόδοσης της πλάκας ηλεκτροδίου. Εκτός από την αντίσταση στη διάβρωση και την εξαιρετική ηλεκτρική αγωγιμότητα, η επίστρωση πρέπει επίσης να έχει καλή αντοχή συγκόλλησης με το υπόστρωμα. Ταυτόχρονα, δεδομένου ότι η θερμοκρασία του PEMFC θα αλλάξει μεταξύ θερμοκρασίας δωματίου και 80 βαθμών, η επικάλυψη και το υλικό του υποστρώματος πρέπει να έχουν παρόμοιους συντελεστές θερμικής διαστολής. Προκειμένου να αποφευχθεί η αποκόλληση και το ράγισμα της επίστρωσης κατά τη διαδικασία αλλαγής θερμοκρασίας, θα χαθεί η προστασία του υλικού.
Οι κοινώς χρησιμοποιούμενες επικαλύψεις χωρίζονται κυρίως σε 2 κατηγορίες, δηλαδή επικαλύψεις με βάση μέταλλα (πολύτιμα μέταλλα, μέταλλο-άνθρακας/νιτρίδιο) και επιστρώσεις με βάση τον άνθρακα (γραφίτης, αγώγιμα πολυμερή, άμορφος άνθρακας κ.λπ.).
Παράμετροι απόδοσης διπολικών πλακών τιτανίου με διαφορετικές επιστρώσεις
Ως σημαντικό μέρος των κυψελών καυσίμου υδρογόνου, οι διπολικές πλάκες διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην απόδοση, το κόστος και την ανθεκτικότητα των στοιχείων. Τα δύο σημαντικά ζητήματα που περιορίζουν επί του παρόντος την εμπορευματοποίηση κυψελών καυσίμου υδρογόνου είναι το κόστος και η ανθεκτικότητα και το κόστος των διπολικών πλακών καθορίζεται σε κάποιο βαθμό από το υλικό του ηλεκτροδίου, την επεξεργασία πεδίου ροής και τη διαδικασία προετοιμασίας επικάλυψης ηλεκτροδίων.
Τα σύνθετα υλικά με βάση τον γραφίτη και τον άνθρακα δεν μπορούν πλέον να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις των κυψελών καυσίμου υδρογόνου όσον αφορά την απόδοση, και τα μεταλλικά υλικά έχουν γίνει πλέον τα κύρια υλικά για τις διπολικές πλάκες κυψελών καυσίμου υδρογόνου. Επιπλέον, η υψηλή ισχύς ήταν πάντα η επιδίωξη των κυψελών καυσίμου υδρογόνου. Το τιτάνιο και τα κράματα τιτανίου σε μεταλλικά υλικά έχουν χαμηλή πυκνότητα και υψηλή ειδική αντοχή και εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση στις κυψέλες καυσίμου υδρογόνου, γεγονός που μπορεί να μειώσει σημαντικά το βάρος και τον όγκο των διπολικών πλακών. Η ισχύς ειδικής μάζας και ο όγκος της μπαταρίας βελτιώνονται σημαντικά και τα προϊόντα διάβρωσης που παράγονται από τιτάνιο και κράματα τιτανίου κατά τη διάρκεια της μακροχρόνιας λειτουργίας σέρβις είναι λιγότερο τοξικά για τους τρόπους ανταλλαγής πρωτονίων και τους καταλύτες, γεγονός που συμβάλλει στη βελτίωση της σταθερότητας και αντοχή στη λειτουργία της μπαταρίας.
Οι επικαλύψεις μετάλλου-άνθρακα/νιτριδίου και άμορφου άνθρακα που παρασκευάζονται στην επιφάνεια διπολικών πλακών τιτανίου έχουν εξαιρετικές περιεκτικές ιδιότητες και έχουν υψηλή αξία έρευνας και εφαρμογής. Ωστόσο, αυτές οι επικαλύψεις είναι επιρρεπείς σε ελαττώματα οπών καρφίτσας, επομένως ο κύριος στόχος της τρέχουσας έρευνας είναι η βελτίωση της συμπαγούς επίστρωσης, της αντοχής δεσμού μεμβράνης-βάσης και της αγωγιμότητας της επιφάνειας επίστρωσης. Επιπλέον, η επικάλυψη θα πρέπει να έχει καλή υδροφοβικότητα για να διευκολύνει την εκκένωση του νερού που παράγεται από την αντίδραση.
Για να ανταποκριθούν σε αυτές τις ολοκληρωμένες ιδιότητες, τίθενται υψηλότερες απαιτήσεις στον δομικό σχεδιασμό και την οργανωτική σύνθεση της επίστρωσης. Η σύνθετη και η νανο-δομή της δομής επίστρωσης μπορεί να βελτιώσει την πυκνότητα, την αντίσταση στη διάβρωση και την ηλεκτρική αγωγιμότητα της επίστρωσης σε κάποιο βαθμό και να ενισχύσει τη σταθερότητα και την αξιοπιστία της πλάκας τιτανίου, η οποία είναι η κύρια κατεύθυνση της μελλοντικής ανάπτυξης.
Επικοινωνία
ΤΗΛ: συν 8618992731201
ΦΑΞ: 0917-3873009
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ:zhangjixia@bjygti.com
ADD: 1502, Block A, Chuang Yi Building
No. 195, Gaoxin Avenue, High-Tech Development Zone, Baoji City, Shaanxi, Κίνα
