Belægning af et lag af ledende korrosionsbestandig belægning på titaniumoverfladen kan effektivt undgå dannelsen af oxidfilm på overfladen af titanium bipolære plade og opfylde ydeevnekravene til elektrodepladen. Ud over korrosionsbestandighed og fremragende elektrisk ledningsevne skal belægningen også have god vedhæftningsstyrke med underlaget.
titanium elektrode
belagt titanium anode
Samtidig, da temperaturen på PEMFC vil skifte mellem stuetemperatur og 80 grader, skal belægningen og substratmaterialet have lignende termiske udvidelseskoefficienter. For at undgå delaminering og revner af belægningen under temperaturændringsprocessen, vil beskyttelsen af materialet gå tabt.
Almindelig anvendte belægninger er hovedsageligt opdelt i 2 kategorier, nemlig metalbaserede belægninger (ædelmetaller, metal-carbon/nitrid) og carbon-baserede belægninger (grafit, ledende polymerer, amorft carbon, etc.).
Ydeevneparametre for titanium bipolære plader med forskellige belægninger
Som en vigtig del af brintbrændselsceller spiller bipolære plader en afgørende rolle for cellens ydeevne, omkostninger og holdbarhed. De to vigtige spørgsmål, der i øjeblikket begrænser kommercialiseringen af brintbrændselsceller, er omkostninger og holdbarhed, og prisen på bipolære plader bestemmes til en vis grad af elektrodematerialet, flowfeltbehandlingen og elektrodebelægningsprocessen.
Grafit- og kulstofbaserede kompositmaterialer kan ikke længere opfylde kravene til brintbrændselsceller med hensyn til ydeevne, og metalmaterialer er nu blevet mainstream-materialerne til bipolære brintbrændselsceller. Derudover har høj effekt altid været jagten på brintbrændselsceller. Titanium og titanlegeringer i metalmaterialer har lav densitet og høj specifik styrke og fremragende korrosionsbestandighed i brintbrændselsceller, hvilket væsentligt kan reducere vægten og volumen af bipolære plader. Den massespecifikke effekt og volumenspecifikke effekt af batteriet er væsentligt forbedret, og korrosionsprodukterne, der genereres af titanium og titanlegeringer under langvarig drift, er mindre giftige for protonudvekslingstilstande og katalysatorer, hvilket er befordrende for at forbedre stabiliteten og batteridriftens holdbarhed.
Metal-carbon/nitrid- og amorfe carbon-belægninger fremstillet på overfladen af titanium-bipolære plader har fremragende omfattende egenskaber og har høj forsknings- og anvendelsesværdi. Imidlertid er disse belægninger tilbøjelige til pinhole-defekter, så hovedmålet med den nuværende forskning er at forbedre belægningens kompakthed, filmbaserede bindingsstyrke og belægningens overfladeledningsevne. Derudover bør belægningen have god hydrofobicitet for at lette udledningen af det vand, der produceres ved reaktionen.
For at opfylde disse omfattende egenskaber stilles der højere krav til belægningens strukturelle design og organisatoriske sammensætning. Komposit- og nanostrukturen af belægningsstrukturen kan forbedre tætheden, korrosionsbestandigheden og den elektriske ledningsevne af belægningen til en vis grad og forbedre servicestabiliteten og pålideligheden af titaniumpladen, som er hovedretningen for fremtidig udvikling.
Kontakt
TLF: plus 8618992731201
FAX: 0917-3873009
EMAIL:zhangjixia@bjygti.com
TILFØJ: 1502, blok A, Chuang Yi-bygning nr. 195, Gaoxin Avenue, højteknologisk udviklingszone, Baoji City, Shaanxi, Kina
