Malla expandida de titanio platinado de 1 um para HT-PEMFC

La malla expandida de titanio platinizado de 1 µm de TOPTITECH para HT-PEMFC comienza con una malla expandida ASTM B265 CP-Ti aplanada y recocida, luego recibe un recubrimiento de platino controlado de aproximadamente 1 µm de espesor. Esta malla de titanio platinado funciona como capa de difusión de gas (GDL) del lado del ánodo-en celdas de combustible de membrana de intercambio de protones de alta-temperatura. Los materiales GDL a base de carbono- se oxidan en condiciones de alto potencial anódico y reacción de desprendimiento de oxígeno (REA), convirtiéndose en CO₂ y degradando la compresión de la pila y la resistencia de contacto. El titanio desnudo evita el consumo de carbono, pero genera una capa pasiva de TiO₂ que aumenta la resistencia interfacial. La capa de platino bloquea la formación de TiO₂ y al mismo tiempo preserva la conductividad de la superficie a temperaturas de funcionamiento típicas de HT-PEMFC (120 a 200 grados).

La malla expandida de titanio platinizado de 1 µm de TOPTITECH para HT-PEMFC proporciona la estructura abierta en forma de diamante-necesaria para una distribución uniforme del gas y la gestión del agua. La malla expandida ofrece una mayor integridad mecánica que la malla tejida, con hebras integradas en una lámina continua sin intersecciones soldadas. El perfil aplanado minimiza el riesgo de perforación de la membrana y garantiza una presión de contacto constante en todo el conjunto del electrodo. El titanio ofrece resistencia a la corrosión en entornos de membranas de PBI dopadas con ácido fosfórico-donde el acero inoxidable o las aleaciones de níquel se degradan. El espesor del recubrimiento de 1 µm equilibra la conductividad y el costo: los recubrimientos más delgados pierden protección, los más gruesos agregan gastos sin ganar rendimiento.

• Material: titanio GR1
• Tamaño de poro: 2*3 mm
• Espesor: 0,5 mm
• Tamaño: 55*55mm
• Revestimiento: revestimiento de platino de 1 um

• Previene la formación de una capa de pasivación de TiO₂

El titanio sin recubrimiento expuesto a un alto potencial anódico y a un entorno rico en oxígeno-desarrolla una capa aislante de TiO₂ en la superficie de la fibra, lo que eleva progresivamente la resistencia de contacto interfacial (ICR) y degrada el rendimiento de la celda.. 1μm La malla expandida de titanio platinizado para HT-PEMFC bloquea el crecimiento de TiO₂ y preserva la conductividad del sustrato a temperaturas de funcionamiento HT-PEMFC (120–200 grados).

• Elimina la falla de oxidación del carbono GDL

Las capas de difusión de gas a base de carbono-(papel carbón/tela carbónica) se someten a oxidación impulsada termodinámicamente en el lado del ánodo: C + O²⁻ → CO₂ ↑, lo que provoca un consumo rápido, pérdida de la integridad de la compresión y un aumento irreversible de la resistencia de la pila. 1μm La malla expandida de titanio platinizado para HT-PEMFC ofrece un funcionamiento libre de carbono-sin corrosión ni agotamiento del material.

• Ofrece integridad estructural de malla expandida

La fabricación de metal expandido produce aberturas-en forma de diamante con hebras y nodos integrados en una lámina continua sin intersecciones soldadas, lo que ofrece una estabilidad mecánica superior bajo compresión de la pila en comparación con las alternativas de malla tejida. El perfil de superficie aplanado y recocido minimiza el riesgo de perforación de la membrana y garantiza una presión de contacto constante en todo MEA.

• Maximiza la transferencia de masa y la distribución de gas

La estructura de poros abiertos en forma de diamante-permite una distribución uniforme del hidrógeno y del gas reactivo a lo largo del área activa del electrodo, al tiempo que facilita la rápida eliminación del agua del lado del cátodo, lo que evita inundaciones locales en condiciones de operación HT-PEMFC de alta-corriente-densidad-.

• Garantiza la compatibilidad con entornos ácidos

El sustrato de CP-Ti de grado 1 combinado con un revestimiento de platino resiste entornos de membrana de PBI dopados con ácido fosfórico-donde el acero inoxidable o las aleaciones de níquel sufren corrosión por picaduras o disolución. La capa pasiva natural de TiO₂ sobre titanio combinada con una capa superficial de Pt ofrece doble protección contra la corrosión en condiciones operativas agresivas de HT-PEMFC.

 

• Admite funcionamiento a alta-temperatura

El material base de titanio mantiene la resistencia y la estabilidad dimensional en toda la ventana de temperatura de funcionamiento de HT-PEMFC (120 a 200 grados), a diferencia de los GDL de carbono que se degradan o de las membranas de electrolitos poliméricos que se ablandan bajo estrés térmico y oxidativo combinados.. 1μm La malla expandida de titanio platinizado para HT-PEMFC conserva la integridad mecánica y la continuidad eléctrica sin fluencia ni deformación.

 

• Capa de difusión de gas lateral del ánodo-(GDL) en sistemas de membranas PBI dopadas con ácido fosfórico-. Los HT-PEMFC que funcionan a 120-200 grados suelen utilizar membranas de polibencimidazol dopadas con ácido fosfórico como electrolito conductor de protones-. La malla expandida de titanio platinizado de 1 µm reemplaza los GDL convencionales a base de carbono-que se oxidan a CO₂ en condiciones de alto potencial anódico y reacción de desprendimiento de oxígeno, mientras que el titanio sin tratar produce TiO₂ aislante que eleva la resistencia de contacto interfacial. El recubrimiento de platino bloquea la formación de TiO₂ y mantiene una conductividad eléctrica estable en todo el MEA.

• Colector de corriente y distribuidor de campo de flujo en sistemas CHP fuera de la red: los generadores HT-PEMFC utilizados en aplicaciones combinadas de calor y energía recuperan el calor residual para calefacción residencial o suministro de agua caliente. La estructura abierta de malla expandida en forma de diamante-de malla expandida de titanio platinado de 1 µm distribuye el gas reformado de manera uniforme a lo largo del área activa del electrodo, al tiempo que permite una eliminación eficiente del vapor de agua, lo cual es fundamental ya que los HT-PEMFC producen agua gaseosa que no requiere un sistema de humidificación separado.

• PTL (capa de transporte porosa) en pilas de pilas de combustible de aviación: el sector de la aviación requiere HT-PEMFC con gestión de agua simplificada y menor peso del sistema. La malla expandida de titanio platinado de . 1 µm funciona como una capa de transporte porosa entre la capa de catalizador y la placa bipolar, ofreciendo la mayor relación resistencia-a-peso de cualquier metal combinada con la resistencia a la corrosión del titanio en entornos operativos ácidos, sin las limitaciones de durabilidad de las basadas en carbono-. materiales.

• Medio de difusión lateral de ánodo-para sistemas de energía de vehículos-pesados: los HT-PEMFC se están desarrollando para camiones pesados-y{4}}largos-recorridos pesados ​​y unidades de energía marina auxiliares de recorrido medio-y{4}}largo{5}} donde la flexibilidad del combustible (metanol, GNL, diésel después del reformado) y la tolerancia al CO son esenciales. El perfil de superficie aplanado y recocido de la malla expandida de titanio platinado de 1 µm garantiza una presión de contacto constante en toda la celda, lo que evita la perforación de la membrana y facilita la distribución uniforme del hidrógeno en operaciones de alta-corriente-.

• Estructura de soporte de electrodos en generación de energía estacionaria: las plantas de energía fija que emplean tecnología HT-PEMFC para la generación de electricidad de carga base requieren miles de horas de funcionamiento con una degradación mínima. La malla expandida de titanio platinizado. 1μm sirve como soporte de electrodo dimensionalmente estable, con un recubrimiento de platino de 1μm a una carga de 60–80 μg/cm² que protege el sustrato de CP-Ti de la pasivación en el entorno del ánodo oxidante, preservando al mismo tiempo la porosidad abierta necesaria. para la difusión de gases.

• Componente de placa de campo de flujo para HT-PEMFC con reformado de metanol-alimentado. Los sistemas HT-PEMFC que funcionan con hidrógeno producido a partir del reformado de metanol toleran concentraciones de CO de hasta el 3 % sin una pérdida significativa de rendimiento. La estructura de malla de titanio expandido se puede integrar en placas bipolares compuestas junto con láminas de titanio, brindando el soporte mecánico y la conducción de corriente necesarios para la operación de reformado, mientras que el recubrimiento de platino mantiene la conductividad interfacial bajo exposición prolongada a trazas de impurezas.

 

Capa de difusión de gas basada en carbono-

Malla expandida de titanio platinizado

Las capas de difusión de gas (GDL) a base de carbono- son electroquímicamente incompatibles con el lado anódico de un electrolizador. En condiciones de polarización anódica y reacción de evolución de oxígeno (REA), el carbono se oxida termodinámicamente a iones carbonato (en medios alcalinos) o directamente a gas CO₂ (en medios ácidos), dependiendo del entorno de pH local del conjunto del electrodo de membrana. Esta oxidación-a menudo denominada reacción de corrosión del carbono (COR)-genera una caída falsa y de corta duración-en el voltaje de la celda. Luego, el GDL de carbono se agota rápidamente, dejando un espacio físico y provocando una mala compresión de la pila, lo que aumenta la resistencia del contacto eléctrico y reduce permanentemente el rendimiento de la electrólisis. Por esta razón, los GDL a base de carbono-no son adecuados para el lado del ánodo, aunque aún se pueden usar telas o papel carbón en el lado del cátodo donde no se produce desprendimiento de oxígeno y el carbono permanece estable.

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