Parametri performansi titanijumskih bipolarnih ploča sa različitim premazima
Premazivanje sloja provodljivog premaza otpornog na koroziju na površini titanijuma može efikasno izbjeći stvaranje oksidnog filma na površini titanijumske bipolarne ploče i zadovoljiti zahtjeve performansi ploče elektrode. Osim otpornosti na koroziju i odlične električne provodljivosti, premaz također mora imati dobru čvrstoću vezivanja s podlogom. Istovremeno, budući da će se temperatura PEMFC-a mijenjati između sobne temperature i 80stepenC, premaz i materijal podloge moraju imati slične koeficijente toplinskog širenja. Kako bi se izbjeglo raslojavanje i pucanje premaza tokom procesa promjene temperature, zaštita materijala će se izgubiti.
Uobičajeni premazi se uglavnom dijele u 2 kategorije, a to su premazi na bazi metala (plemeniti metali, metalni ugljik/nitrid) i premazi na bazi ugljika (grafit, provodljivi polimeri, amorfni ugljik, itd.).
Parametri performansi titanijumskih bipolarnih ploča sa različitim premazima
Kao važan dio vodoničnih gorivnih ćelija, bipolarne ploče igraju odlučujuću ulogu u performansama ćelija, cijeni i trajnosti. Dva važna pitanja koja trenutno ograničavaju komercijalizaciju vodoničnih gorivnih ćelija su cijena i trajnost, a cijena bipolarnih ploča je u određenoj mjeri određena materijalom elektrode, obradom polja strujanja i procesom pripreme prevlake elektrode.
Kompozitni materijali na bazi grafita i ugljenika više ne mogu zadovoljiti zahtjeve vodoničnih gorivnih ćelija u pogledu performansi, a metalni materijali su sada postali glavni materijali za bipolarne ploče vodoničnih gorivnih ćelija. Osim toga, velika snaga je uvijek bila potraga za vodoničnim gorivnim ćelijama. Titanijum i legure titana u metalnim materijalima imaju nisku gustinu i visoku specifičnu čvrstoću, a imaju i odličnu otpornost na koroziju u vodoničnim gorivnim ćelijama, što može značajno smanjiti težinu i zapreminu bipolarnih ploča. Masovna specifična snaga i zapreminska specifična snaga baterije su značajno poboljšane, a proizvodi korozije koje stvaraju titan i titanijumske legure tokom dugotrajnog rada manje su toksični za modove protonske izmjene i katalizatore, što doprinosi poboljšanju stabilnosti i trajnosti. rada baterije.
Metalni ugljični/nitridni i amorfni ugljični premazi pripremljeni na površini titanijumskih bipolarnih ploča imaju izvrsna sveobuhvatna svojstva i visoku istraživačku i primjenu. Međutim, ovi premazi su skloni pinhole defektima, tako da je glavni cilj trenutnog istraživanja poboljšati kompaktnost premaza, čvrstoću veze na bazi filma i površinsku vodljivost premaza. Osim toga, premaz treba imati dobru hidrofobnost kako bi se olakšalo ispuštanje vode nastale reakcijom.
Da bi se ispunila ova sveobuhvatna svojstva, postavljaju se viši zahtjevi na strukturni dizajn i organizacioni sastav premaza. Kompozitna i nanostruktura strukture prevlake mogu u određenoj mjeri poboljšati gustoću, otpornost na koroziju i električnu provodljivost premaza, te poboljšati stabilnost i pouzdanost titanijumske ploče, što je glavni smjer budućeg razvoja.
