Användning av platinabelagda porösa titanplattor eller titanfilt som gasdiffusionsskikt (GDL) drivs huvudsakligen av de krävande förhållandena i elektrokemiska system som PEM-bränsleceller, PEM-vattenelektrolysörer och andra elektrokemiska väte-/syreapparater.
De främsta fördelarna med att använda platinabelagda porösa titanplattor eller titanfilt för gasdiffusionsskikt är följande:
1. Överlägsen korrosionsbeständighet
- Titan är mycket resistent mot korrosion i sura och oxiderande miljöer, till skillnad från konventionella kol-GDL som bryts ned eller oxideras under hög potential.
- Detta gör den lämplig för långvarig drift under svåra förhållanden, särskilt på anodsidan av PEM-elektrolysörer.
2. Stabil porös struktur
- Porösa titanplattor eller filtar ger ett mekaniskt starkt, sammankopplat nätverk av porer.
- Den här strukturen tillåter enhetlig gasdiffusion, effektivt avlägsnande av flytande vatten/gasbubblor och bibehåller integriteten även under höga tryckskillnader.
3. Platinabeläggningens roll
- Förbättring av ledningsförmågan: Bar titan bildar ett passivt oxidskikt (TiO₂), vilket ökar gränsytresistensen. En tunn platinabeläggning minimerar kontaktmotståndet.
- Katalytisk aktivitet: Platina fungerar som en elektrokatalysator och förbättrar väteutveckling (HER), syreutveckling (OER) och syrereduktion (ORR) reaktioner.
- Hållbarhet: Platinaskiktet skyddar titansubstratet och säkerställer stabil elektrokemisk prestanda över tid.
4. Processbarhet och integration
- Porösa titanmaterial kan skäras, svetsas eller sättas ihop till större enheter, vilket gör dem flexibla för olika stackdesigner.
- Deras robusthet möjliggör pålitlig integrering i både bränslecellstackar och elektrolysatorstackar.
