Titaani pinnale juhtiva korrosioonikindla kattekihi pealekandmine aitab tõhusalt vältida oksiidkile teket titaanist bipolaarplaadi pinnale ja täita elektroodiplaadi toimivusnõudeid. Lisaks korrosioonikindlusele ja suurepärasele elektrijuhtivusele peab kate olema ka hea aluspinnaga nakkuva tugevusega. Samal ajal, kuna PEMFC temperatuur kõigub toatemperatuurist 80 °C-ni, peavad katte ja aluspinna materjali soojuspaisumistegurid olema sarnased. Katte kihistumise ja pragunemise vältimiseks temperatuurimuutuse käigus kaob materjali kaitse.
Tavaliselt kasutatavad katted jagunevad peamiselt kahte kategooriasse: metallipõhised katted (väärismetallid, metalli süsinik/nitriid) ja süsinikupõhised katted (grafiit, juhtivad polümeerid, amorfne süsinik jne).
Erinevate katetega titaanist bipolaarplaatide jõudlusparameetrid
Vesinikkütuseelementide olulise osana mängivad bipolaarplaadid otsustavat rolli elementide jõudluses, maksumuses ja vastupidavuses. Kaks olulist küsimust, mis praegu vesinikkütuseelementide turustamist piiravad, on maksumus ja vastupidavus ning bipolaarplaatide maksumust määravad teatud määral elektroodimaterjal, vooluvälja töötlemine ja elektroodi katte ettevalmistusprotsess.
Grafiidi- ja süsinikupõhised komposiitmaterjalid ei vasta enam vesinikkütuseelementide jõudlusnõuetele ning metallmaterjalidest on saanud vesinikkütuseelementide bipolaarplaatide peavoolumaterjalid. Lisaks on vesinikkütuseelementide eesmärk alati olnud suur võimsus. Titaanil ja titaanisulamitel metallmaterjalides on madal tihedus ja kõrge eritugevus ning suurepärane korrosioonikindlus vesinikkütuseelementides, mis võib oluliselt vähendada bipolaarplaatide kaalu ja mahtu. Aku massi- ja mahupõhine võimsus paranevad oluliselt ning titaani ja titaanisulamite pikaajalisel kasutamisel tekkivad korrosiooniproduktid on prootonvahetusrežiimidele ja katalüsaatoritele vähem toksilised, mis aitab kaasa aku töö stabiilsuse ja vastupidavuse paranemisele.
Titaanist bipolaarplaatide pinnale valmistatud metall-süsinik/nitriid ja amorfne süsinikkate on suurepäraste omadustega ning neil on suur uurimis- ja rakendusväärtus. Need katted on aga altid nõelaaukudele, seega on käesoleva uurimistöö peamine eesmärk parandada katte kompaktsust, kile ja aluskihi vahelise sideme tugevust ning katte pinnajuhtivust. Lisaks peaks kate olema hea hüdrofoobsusega, et hõlbustada reaktsioonil tekkiva vee eraldumist.
Nende laiaulatuslike omaduste saavutamiseks seatakse katte konstruktsioonile ja organisatsioonilisele koostisele kõrgemad nõuded. Kattestruktuuri komposiit- ja nanostruktuur võivad teatud määral parandada katte tihedust, korrosioonikindlust ja elektrijuhtivust ning suurendada titaanplaadi töökindlust ja töökindlust, mis on edasise arengu peamine suund.
Lisateavet meie uusimate toodete ja allahindluste kohta saate SMS-i või meili teel