Платинированный спеченный титановый войлок в качестве газодиффузионного слоя для водородных топливных элементов

Подробная информация о продукте

Водородные топливные элементы — это электрохимические устройства, которые преобразуют химическую энергию водорода в электрическую энергию посредством реакции с кислородом, обычно из воздуха. Ключевым компонентом конструкции этих топливных элементов является газодиффузионный слой (ГДС), который играет решающую роль в обеспечении эффективного транспорта газов, электронов и тепла внутри элемента. Одним из наиболее часто используемых материалов для ГДЛ является платинированный спеченный титановый войлок.

Платинированный спеченный титановый войлок — это высокоэффективный материал, сочетающий в себе преимущества прочных структурных свойств титана с каталитической эффективностью платины. Процесс изготовления этого материала включает в себя несколько основных этапов:

1. Производство титанового войлока

Титановый войлок производится путем переплетения тонких титановых проволок, образующих прочную пористую структуру. Этот войлок обеспечивает превосходную механическую прочность и стабильность, а также большую площадь поверхности, что благоприятно для диффузии газов и нанесения каталитического покрытия.

2. Спекание

Спекание — это высокотемпературный процесс, при котором титановый войлок нагревается до такой степени, что отдельные титановые волокна сливаются вместе, создавая жесткую и пористую структуру. Это не только повышает механическую прочность войлока, но и гарантирует, что поры остаются стабильными в условиях эксплуатации топливного элемента.

3. Платинизация

Платинизация предполагает нанесение тонкого слоя платины на поверхность спеченного титанового войлока. Платина является отличным катализатором реакций окисления водорода и восстановления кислорода, которые происходят в топливных элементах. Процесс осаждения может осуществляться различными методами, такими как напыление, химическое осаждение или химическое осаждение из паровой фазы. Цель состоит в том, чтобы добиться равномерного распределения наночастиц платины на титановых волокнах, не блокируя поры.

4. Обработка поверхности

После платинизации поверхность войлока может подвергаться дальнейшей обработке для улучшения его характеристик. Это может включать придание поверхности шероховатости для увеличения эффективной площади поверхности или нанесение дополнительных слоев материалов-носителей катализатора, таких как углеродный порошок, для повышения электропроводности.

Некоторые технические характеристики этого устройства следующие:

1. Пористость: 55% - 75%

2. Толщина: 0,25–3,0 мм.

3. Место происхождения: Хэнань, Китай.

4. Техника: вакуумное спекание.

5. Размер: По запросу клиента. 

Полученный в результате платинированный спеченный титановый войлок GDL предлагает несколько преимуществ для использования в водородных топливных элементах:

1. Высокая пористость. Войлок сохраняет высокую пористость после спекания, что обеспечивает эффективный транспорт газа к слою катализатора и обратно.

2. Хорошая электропроводность. Титановая основа обеспечивает собственную электропроводность, которая дополнительно усиливается платиновым покрытием и любой дополнительной проводящей обработкой.

3. Надежная структурная целостность. Основа из спеченного титана гарантирует, что GDL сможет выдерживать сжимающие силы внутри батареи топливных элементов без ущерба для ее пористости и целостности.

4. Каталитическая эффективность. Платиновое покрытие обеспечивает многочисленные активные центры для электрохимических реакций, что приводит к повышению эффективности и снижению потерь активации в топливном элементе.

5. Управление теплом. Металлическая основа GDL также помогает рассеивать тепло, выделяемое во время работы, помогая поддерживать стабильную температуру внутри ячейки.

6. Долголетие. Долговечность титана и платины означает, что GDL может сохранять производительность в течение длительных периодов использования, что способствует увеличению общего срока службы топливного элемента.