Platinisiertes gesintertes Titan fühlte sich als Gasdiffusionsschicht für Wasserstoffbrennstoffzellen an

Produktdetails

Wasserstoff-Brennstoffzellen sind elektrochemische Geräte, die die chemische Energie von Wasserstoff durch eine Reaktion mit Sauerstoff, typischerweise aus der Luft, in elektrische Energie umwandeln. Eine Schlüsselkomponente beim Bau dieser Brennstoffzellen ist die Gasdiffusionsschicht (GDL), die eine entscheidende Rolle beim effizienten Transport von Gasen, Elektronen und Wärme innerhalb der Zelle spielt. Eines der am häufigsten verwendeten Materialien für GDLs ist platiniertes gesintertes Titanfilz.

Platinisierter gesinterter Titanfilz ist ein Hochleistungsmaterial, das die Vorteile der robusten Struktureigenschaften von Titan mit der katalytischen Effizienz von Platin kombiniert. Der Herstellungsprozess dieses Materials umfasst mehrere wichtige Schritte:

1. Herstellung von Titanfilz

Titanfilz wird hergestellt, indem feine Titandrähte zu einer starken, porösen Struktur verwebt werden. Dieser Filz bietet eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit und Stabilität sowie eine hohe Oberfläche, die für die Gasdiffusion und Katalysatorbeschichtung von Vorteil ist.

2. Sintering

Sintern ist ein Hochtemperaturprozess, bei dem der Titanfilz bis zu einem Punkt erhitzt wird, an dem die einzelnen Titanfasern miteinander verschmelzen, wodurch eine starre und poröse Struktur entsteht. Dies erhöht nicht nur die mechanische Festigkeit des Filzes, sondern stellt auch sicher, dass die Poren unter den Betriebsbedingungen der Brennstoffzelle stabil bleiben.

3. Platinierung

Bei der Platinisierung wird eine dünne Platinschicht auf die Oberfläche des gesinterten Titanfilzes aufgebracht. Platin ist ein ausgezeichneter Katalysator für die Wasserstoffoxidation und Sauerstoffreduktionsreaktionen, die in Brennstoffzellen auftreten. Der Abscheidungsprozess kann durch verschiedene Methoden wie Sputtern, stromloses Plattieren oder chemische Dampfabscheidung erfolgen. Ziel ist es, eine gleichmäßige Verteilung von Platin-Nanopartikeln auf den Titanfasern zu erreichen, ohne die Poren zu blockieren.

4. Oberflächenbehandlung

Nach der Platinisierung kann die Oberfläche des Filzes weiteren Behandlungen unterzogen werden, um seine Leistung zu verbessern. Dies kann das Aufrauhen der Oberfläche zur Erhöhung der effektiven Oberfläche oder das Aufbringen zusätzlicher Schichten von Katalysatorträgermaterialien wie Kohlenstoffpulver zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit umfassen.

Einige der Spezifikationen für dieses Gerät sind wie folgt:

1. Porosität: 55 % - 75 %

2. Dicke: 0,25 mm - 3,0 mm

3. Herkunftsort: Henan, China

4. Technik: Vakuumsintern

5. Dimension : Wie für Kundenwunsch

Das resultierende platinierte gesinterte Titanfilz GDL bietet mehrere Vorteile für den Einsatz in Wasserstoff-Brennstoffzellen:

1. Hohe Porosität. Der Filz behält nach dem Sintern eine hohe Porosität bei, was einen effizienten Gastransport zu und von der Katalysatorschicht ermöglicht.

2. Gute elektrische Leitfähigkeit. Die Titanbasis bietet eine inhärente elektrische Leitfähigkeit, die durch die Platinbeschichtung und zusätzliche leitfähige Behandlungen weiter verbessert wird.

3. Robuste strukturelle Integrität. Das gesinterte Titan-Rückgrat stellt sicher, dass der GDL den Druckkräften im Brennstoffzellenstapel standhalten kann, ohne seine Porosität oder Integrität zu beeinträchtigen.

4. Katalytische Effizienz. Die Platinbeschichtung bietet zahlreiche aktive Stellen für die elektrochemischen Reaktionen, was zu einem höheren Wirkungsgrad und geringeren Aktivierungsverlusten in der Brennstoffzelle führt.

5. Wärmemanagement. Die Metallbasis des GDL hilft auch bei der Ableitung von Wärme, die während des Betriebs erzeugt wird, und hilft, eine stabile Temperatur in der Zelle aufrechtzuerhalten.

6. Langlebigkeit Die Langlebigkeit von Titan und Platin bedeutet, dass die GDL die Leistung über längere Nutzungszeiten aufrechterhalten kann und zur Gesamtlebensdauer der Brennstoffzelle beiträgt.