El uso de placas de titanio porosas recubiertas de platino o fieltros de titanio como capas de difusión de gas (GDL) se debe principalmente a las exigentes condiciones de los sistemas electroquímicos, como las pilas de combustible PEM, los electrolizadores de agua PEM y otros dispositivos electroquímicos de hidrógeno/oxígeno.
Las principales ventajas de utilizar placas de titanio porosas recubiertas de platino o fieltro de titanio para las capas de difusión de gas son las siguientes:
1. Resistencia superior a la corrosión
- El titanio es altamente resistente a la corrosión en ambientes ácidos y oxidantes, a diferencia de los GDL de carbono convencionales que se degradan u oxidan bajo alto potencial.
- Esto lo hace adecuado para operaciones a largo plazo en condiciones difíciles, especialmente en el lado del ánodo de los electrolizadores PEM.
2. Estructura porosa estable
- Las placas o fieltros porosos de titanio proporcionan una red de poros interconectados y mecánicamente resistentes.
- Esta estructura permite la difusión uniforme del gas, la eliminación eficiente de burbujas de gas/agua líquida y mantiene la integridad incluso bajo diferenciales de presión altos.
3. Papel del recubrimiento de platino
- Mejora de la conductividad: el titanio desnudo forma una capa de óxido pasiva (TiO₂), que aumenta la resistencia interfacial. Una fina capa de platino minimiza la resistencia al contacto.
- Actividad catalítica: el platino funciona como electrocatalizador, mejorando las reacciones de desprendimiento de hidrógeno (HER), desprendimiento de oxígeno (OER) y de reducción de oxígeno (ORR).
- Durabilidad: La capa de platino protege el sustrato de titanio y garantiza un rendimiento electroquímico estable en el tiempo.
4. Procesabilidad e integración
- Los materiales porosos de titanio se pueden cortar, soldar o ensamblar en unidades más grandes, lo que los hace flexibles para diferentes diseños de apilados.
- Su solidez permite una integración confiable tanto en pilas de pilas de combustible como en pilas de electrolizadores.
