Использование пористых титановых пластин с платиновым покрытием или титанового войлока в качестве газодиффузионных слоев (ГДС) в основном обусловлено сложными условиями в электрохимических системах, таких как топливные элементы PEM, электролизеры воды PEM и другие водородно-кислородные электрохимические устройства.
Основные преимущества использования для газодиффузионных слоев пористых титановых пластин с платиновым покрытием или титанового войлока:
1. Превосходная коррозионная стойкость
- Титан обладает высокой устойчивостью к коррозии в кислых и окислительных средах, в отличие от обычных углеродных ГДЛ, которые разлагаются или окисляются под высоким потенциалом.
- Это делает его пригодным для длительной эксплуатации в суровых условиях, особенно на анодной стороне электролизеров PEM.
2. Стабильная пористая структура.
- Пористые титановые пластины или войлок образуют механически прочную взаимосвязанную сеть пор.
- Эта структура обеспечивает равномерную диффузию газа, эффективное удаление пузырьков воды/газа и сохраняет целостность даже при высоких перепадах давления.
3. Роль платинового покрытия
- Улучшение проводимости. Титан без покрытия образует пассивный оксидный слой (TiO₂), который увеличивает межфазное сопротивление. Тонкое платиновое покрытие минимизирует контактное сопротивление.
- Каталитическая активность: платина действует как электрокатализатор, усиливая реакции выделения водорода (HER), выделения кислорода (OER) и восстановления кислорода (ORR).
- Долговечность. Слой платины защищает титановую подложку и обеспечивает стабильные электрохимические характеристики с течением времени.
4. Технологичность и интеграция
- Пористые титановые материалы можно разрезать, сваривать или собирать в более крупные блоки, что делает их гибкими для различных конструкций штабелей.
- Их надежность обеспечивает надежную интеграцию как в батареи топливных элементов, так и в батареи электролизеров.
