Titanium Fiber Filt er et filtlignende materiale fremstillet af rene titanium- eller titanlegeringsfibre. Denne type filtmateriale fremstilles typisk ved sintring, presning eller andre forarbejdningsteknikker ved hjælp af titaniumfibre. Titaniumfiberfilt udviser fremragende modstandsdygtighed over for høje temperaturer og korrosionsbestandighed og finder brede anvendelser i industrier som termisk teknik, rumfart og kemiteknik. Det har god termisk og elektrisk ledningsevne sammen med en vis mekanisk styrke og stabilitet, hvilket gør det velegnet til applikationer som isolering, filtrering og adsorption i højtemperaturmiljøer.
titanium fiber filt anode gas diffusionslag
Sintret titaniumfiberfilt tjener som substrat for platinkatalysatoraflejring. Den anvendte prøve er cirkulær med en diameter på 30 mm og en tykkelse på 1 mm, med en porøsitet på over 70 %. De specifikke behandlingstrin er som følger:
Fjernelse af oxidfilm
Titanfilten er blevet nedsænket i en elektrolytisk syreopløsning baseret på salpetersyre og flussyre med en pH-værdi på 0,5 ved stuetemperatur. Derefter er en spænding på 2,5V blevet påført filten, hvilket forårsager anodisk opløsning af titaniumoverfladen.
Argon gasrensning
Efter skylning med deioniseret vand gennemgår titanium emnets overflade plasmabehandling i argon for at fjerne eventuelle resterende forurenende stoffer på titanium overfladen.
Plating
Kontinuerlige fysiske plasmarensningsprocesser udføres efterfulgt af yderligere skylning med deioniseret vand. Titaniumfibrene bliver straks belagt med platin ved hjælp af en elektrokemisk metode i et argonmiljø. Parametrene er indstillet til en pH-værdi på 8 og en temperatur på 50 grader. Galvaniseringsprocessen udføres i 10 minutter ved en konstant katodespænding på -3.2V i forhold til referenceelektroden. Under denne galvaniseringsproces placeres titaniumelektroden elektrisk mellem to forbundne referenceelektroder. On-tiden er indstillet til 10 millisekunder, og off-tiden er indstillet til 56,7 millisekunder, hvilket resulterer i en arbejdscyklus på 15 % i hver cyklus. Den anden del af galvaniseringsprocessen gentages i yderligere 10 minutter.
MEA forsamling
Elektroden er blevet imprægneret med en protonledende ionomeropløsning i 5 vægt% ethanol og derefter belagt med platin. Opløsningen er blevet støbt på elektroden ved hjælp af airbrushing, mens den titaniumbaserede elektrode er forbundet til en opvarmet prøveholder. Temperaturen er indstillet til 60 grader for at accelerere fordampningen af ethanol fra elektrodeoverfladen.
Samles til en bipolær pladekonfiguration, i alt 20 sæt.
platinium belægning på titanium filt
Mikroskopiske billeder nedenfor viser sintrede titaniumfibre belagt med platin. Fibrene placeret på ydersiden af filten kan afskærme hele belægningen, en effekt, der forklares af den elektriske feltfordeling i den primære celle (hvor arbejdselektroden er placeret mellem to modelektroder og er parallel med dem). Belægningen er tilstrækkelig til at sikre den langsigtede stabile vedhæftning af platinnanopartikler. Følgende billede viser mikroskopiske fotos af platinpartikler aflejret på elektropletterede titaniumfibre ved hjælp af en pulsbelægningsproces.
