استفاده از صفحات تیتانیوم متخلخل با روکش پلاتین یا نمدهای تیتانیوم به عنوان لایههای انتشار گاز (GDL) عمدتاً ناشی از شرایط سخت در سیستمهای الکتروشیمیایی مانند سلولهای سوختی PEM، الکترولیزهای آب PEM و سایر دستگاههای الکتروشیمیایی هیدروژن/اکسیژن است.
مزایای اصلی استفاده از صفحات تیتانیوم متخلخل با روکش پلاتین یا نمد تیتانیوم برای لایه های انتشار گاز به شرح زیر است:
1. مقاومت در برابر خوردگی برتر
- تیتانیوم بر خلاف GDLهای کربن معمولی که تحت پتانسیل بالا تجزیه یا اکسید می شوند، در محیط های اسیدی و اکسید کننده در برابر خوردگی بسیار مقاوم است.
- این آن را برای عملکرد طولانی مدت در شرایط سخت، به ویژه در سمت آند الکترولیزهای PEM، مناسب میکند.
2. ساختار متخلخل پایدار
- صفحات یا نمدهای تیتانیوم متخلخل، شبکه ای از منافذ به هم پیوسته و مکانیکی قوی را ارائه می دهند.
- این ساختار به انتشار یکنواخت گاز، حذف کارآمد حباب آب/گاز مایع، و حفظ یکپارچگی حتی در اختلاف فشار بالا اجازه میدهد.
3. نقش پوشش پلاتین
- بهبود رسانایی: تیتانیوم خالی یک لایه اکسید غیرفعال (TiO2) را تشکیل میدهد که مقاومت سطحی را افزایش میدهد. پوشش نازک پلاتین مقاومت تماس را به حداقل می رساند.
- فعالیت کاتالیزوری: پلاتین به عنوان یک الکتروکاتالیست عمل میکند و واکنشهای تکامل هیدروژن (HER)، تکامل اکسیژن (OER) و کاهش اکسیژن (ORR) را افزایش میدهد.
- دوام: لایه پلاتین از بستر تیتانیوم محافظت می کند و عملکرد الکتروشیمیایی پایدار را در طول زمان تضمین می کند.
4. پردازش پذیری و یکپارچگی
- مواد تیتانیوم متخلخل را میتوان برش داد، جوش داد، یا در واحدهای بزرگتر مونتاژ کرد، که آنها را برای طرحهای پشتههای مختلف انعطافپذیر میکند.
- استحکام آنها یکپارچگی قابل اعتماد را در پشته های سلول سوختی و پشته های الکترولیز امکان پذیر می کند.
