Brug af platinbelagte porøse titaniumplader eller titaniumfilt som gasdiffusionslag (GDL'er) er hovedsageligt drevet af de krævende forhold i elektrokemiske systemer såsom PEM-brændselsceller, PEM-vandelektrolysatorer og andre elektrokemiske brint-/iltenheder.
De vigtigste fordele ved at bruge platinbelagte porøse titaniumplader eller titaniumfilt til gasdiffusionslag er som følger:
1. Overlegen korrosionsbestandighed
- Titanium er meget modstandsdygtigt over for korrosion i sure og oxiderende miljøer, i modsætning til konventionelle kulstof-GDL'er, der nedbrydes eller oxideres under højt potentiale.
- Dette gør den velegnet til langvarig drift under barske forhold, især på anodesiden af PEM-elektrolysatorer.
2. Stabil porøs struktur
- Porøse titaniumplader eller filt giver et mekanisk stærkt, sammenkoblet netværk af porer.
- Denne struktur tillader ensartet gasdiffusion, effektiv fjernelse af flydende vand/gasbobler og bevarer integriteten selv under høje trykforskelle.
3. Rolle af platinbelægning
- Forbedring af ledningsevne: Bare titanium danner et passivt oxidlag (TiO₂), som øger grænseflademodstanden. En tynd platinbelægning minimerer kontaktmodstanden.
- Katalytisk aktivitet: Platin fungerer som en elektrokatalysator, der fremmer hydrogenudvikling (HER), oxygenudvikling (OER) og oxygenreduktion (ORR).
- Holdbarhed: Platinlaget beskytter titaniumsubstratet og sikrer stabil elektrokemisk ydeevne over tid.
4. Bearbejdelighed og integration
- Porøse titaniummaterialer kan skæres, svejses eller samles til større enheder, hvilket gør dem fleksible til forskellige stakdesigns.
- Deres robusthed muliggør pålidelig integration i både brændselscellestakke og elektrolysatorstabler.
