Titanyum yüzey üzerine iletken korozyona dayanıklı bir kaplama tabakasının kaplanması, titanyum bipolar plakanın yüzeyinde oksit film oluşumunu etkili bir şekilde önleyebilir ve elektrot plakasının performans gereksinimlerini karşılayabilir.Korozyon direncine ve mükemmel elektrik iletkenliğine ek olarak, kaplamanın ayrıca alt tabaka ile iyi bir yapışma gücüne sahip olması gerekir.Aynı zamanda, PEMFC'nin sıcaklığı oda sıcaklığı ile 80 °C arasında değişeceğinden, kaplama ve altlık malzemesinin benzer termal genleşme katsayılarına sahip olması gerekir.Sıcaklık değişim sürecinde kaplamanın delaminasyonunu ve çatlamasını önlemek için malzemenin korunması kaybolacaktır.
Yaygın olarak kullanılan kaplamalar temel olarak metal bazlı kaplamalar (değerli metaller, metal karbon/nitrür) ve karbon bazlı kaplamalar (grafit, iletken polimerler, amorf karbon vb.) olmak üzere 2 kategoriye ayrılır.
Farklı kaplamalara sahip titanyum bipolar plakaların performans parametreleri
Hidrojen yakıt hücrelerinin önemli bir parçası olan bipolar plakalar, hücre performansı, maliyeti ve dayanıklılığında belirleyici bir rol oynamaktadır.Halihazırda hidrojen yakıt hücrelerinin ticarileştirilmesini kısıtlayan iki önemli konu maliyet ve dayanıklılıktır ve bipolar plakaların maliyeti bir dereceye kadar elektrot malzemesi, akış alanı işleme ve elektrot kaplama hazırlama süreci ile belirlenir.
Grafit ve karbon bazlı kompozit malzemeler artık performans açısından hidrojen yakıt hücrelerinin gereksinimlerini karşılayamaz ve metal malzemeler artık hidrojen yakıt hücresi bipolar plakaları için ana malzemeler haline gelmiştir.Ayrıca yüksek güç her zaman hidrojen yakıt hücrelerinin peşinde olmuştur.Metal malzemelerdeki titanyum ve titanyum alaşımları, düşük yoğunluğa ve yüksek özgül güce sahiptir ve hidrojen yakıt hücrelerinde bipolar plakaların ağırlığını ve hacmini önemli ölçüde azaltabilen mükemmel korozyon direncine sahiptir.Pilin kütleye özgü gücü ve hacme özgü gücü önemli ölçüde iyileştirilir ve uzun süreli hizmet işlemi sırasında titanyum ve titanyum alaşımları tarafından üretilen korozyon ürünleri, kararlılığı ve dayanıklılığı geliştirmeye elverişli olan proton değişim modları ve katalizörler için daha az toksiktir. pil çalışması.
Titanyum bipolar plakaların yüzeyinde hazırlanan metal karbon/nitrür ve amorf karbon kaplamalar mükemmel kapsamlı özelliklere sahiptir ve yüksek araştırma ve uygulama değerine sahiptir.Bununla birlikte, bu kaplamalar iğne deliği kusurlarına eğilimlidir, bu nedenle mevcut araştırmanın ana amacı Kaplama kompaktlığını, film bazlı bağ mukavemetini ve kaplama yüzeyi iletkenliğini iyileştirmektir.Ek olarak, reaksiyon tarafından üretilen suyun tahliyesini kolaylaştırmak için kaplamanın iyi bir hidrofobikliğe sahip olması gerekir.
Bu kapsamlı özellikleri karşılamak için, kaplamanın yapısal tasarımına ve organizasyonel bileşimine daha yüksek gereksinimler getirilir.Kaplama yapısının kompozit ve nano yapısı, kaplamanın yoğunluğunu, korozyon direncini ve elektriksel iletkenliğini belirli bir dereceye kadar iyileştirebilir ve gelecekteki gelişimin ana yönü olan titanyum plakanın hizmet stabilitesini ve güvenilirliğini artırabilir.