Titanfilz für Elektrolyseur

1) VerwendenTitan gesinterter Filzals Brennstoffzellen-Gasdiffusionsschicht ist Kohlefaser leicht zu korrodieren;

(2) Gesinterter Filz aus TitanBeschichtungsverfahren einschließlich Beschichtung – Einbrennverfahren, Impulsplattierung;

Die Mindestdicke der Titanfasermatte beträgt 0.25 mm, die Porenspaltrate beträgt 50-70 Prozent, und die Struktur ist für den Gas-Flüssigkeits-Massenaustausch förderlicher. Um die Leitfähigkeit zu erhalten, muss die Oberfläche mit Platin und Iridium plattiert werden. Es gibt das Problem einer großen Menge Edelmetall und eines hohen Preises; Es gab einige Probleme wie eine schlechte Beschichtungsstabilität und ein Abfallen der Anodenbeschichtung.

Gesinterter Titanfilzwurde als Substrat für die Pt-Katalysatorabscheidung verwendet. Die verwendeten Proben sind kreisförmig, haben einen Durchmesser von 30 mm, eine Dicke von 1 mm und eine Porosität von mehr als 70 Prozent . Die konkreten Verarbeitungsschritte sind wie folgt:

(1) Desoxidierter Film: Der Titanfilz wurde in einer elektrolytischen Beizlösung von Wieland Edelmetalle, Deutschland, auf Basis von Salpetersäure und Flusssäure, pH 0,5 bei Raumtemperatur; Dann wurde eine Spannung von 2,5 V an den Filz angelegt, wodurch die anodische Auflösung der Ti/Tio 2 -Oberfläche bewirkt wurde. Für diesen Präparationsschritt wurde ein Titandehnnetz auf Basis von platinierten Gegenelektroden von Wieland Edelmetalle verwendet.

(2) Argonreinigung: Nach dem Spülen mit entionisiertem Wasser wird die Titanwerkstückoberfläche in Argon plasmabehandelt, um die verbleibenden Verunreinigungen auf der Titanoberfläche zu entfernen. Der Plasmareaktor wurde mit PINK V 15-G von PINK Thermosysteme GmbH (Deutschland) betrieben und die Parameter wurden auf eine Argonflussrate von 100 ml min-1 eingestellt, behandelt bei 60 Pa Luftdruck für 30 Minuten , und die Mikrowellenleistung betrug 400 W.

(3) Beschichtung: Der physikalische Plasmareinigungsprozess wurde kontinuierlich durchgeführt und weiter mit deionisiertem Wasser gespült. Titanfasern wurden sofort elektrochemisch unter Argon mit Platin plattiert. Verwendet wurde das kommerziell erhältliche Galvanikbad Typ Galvatron Platinbad der Firma Wieland Edelmetalle auf Basis von HCH. Die Badparameter wurden auf 8 für den pH-Wert und 5 0 Grad für die Temperatur eingestellt. Der Galvanisierungsprozess wurde für 10 min bei einer konstanten Kathodenspannung, -3,2 V mit der Gegenelektrode (Titan/Platin von Wieland Edelmetalle) durchgeführt. Bei diesem Galvanisierungsprozess wird die Titanelektrode elektrisch zwischen zwei verbundene Gegenelektroden gelegt. Anschließend wurde zur Erhöhung der elektrochemischen Aktivität des Katalysators zur Abscheidung von Platinpartikeln im Mikrometer- und Nanobereich auf der Oberfläche der Beschichtungsmodus auf Impulsbeschichtung der Gegenelektrode bei einer Kathodenspannung von -3,0 V umgeschaltet ohne den Vorgang zu unterbrechen. Die Einschaltzeit ist auf 10 ms und die Ausschaltzeit auf 56,7 ms eingestellt, sodass der Arbeitszyklus 15 Prozent Zyklus beträgt. Der zweite Teil des Galvanisierungsprozesses dauert weitere 10 Minuten.

(4) MEA-Anordnung: Elektroden wurden mit 0,5 ml Nafion® protonenleitender Ionomerlösung (5 Gew.-% in Ethanol) imprägniert und anschließend platiniert. Die Lösung wurde mit einem Airbrush auf das Gussteil aufgetragen, während eine Elektrode auf Titanbasis an einem beheizten Probenhalter befestigt wurde. Die Temperatur wurde auf 60 Grad eingestellt, um die Verdampfung von Ethanol von der Elektrodenoberfläche zu beschleunigen.

(5) und Bipolarplatte, um einen Stapel zu bilden, 20 Gruppen.

Die folgenden Schliffbilder zeigen die gesinterten Titanfasern mit Platinbeschichtung. Fasern an der Außenseite der Füße schützen die gesamte Beschichtung. Dieser Effekt lässt sich durch die Verteilung des elektrischen Feldes in der galvanischen Zelle erklären (die Arbeitselektrode liegt zwischen und parallel zu den beiden Gegenelektroden). Die Beschichtung ist ausreichend für eine stabile Langzeithaftung von Platin-Nanopartikeln. Unten ist eine mikroskopische Aufnahme von Platinpartikeln, die durch das Impulsgalvanisierungsverfahren auf titanbeschichteten Fasern abgeschieden wurden.

(1) Vorbereitung der Titanfaserfilzbeschichtung:

Eine Hybrid-MMO-Beschichtung aus IrO 2 und RuO 2 wurde auf der Oberfläche der Titanfasermatte durch das Verfahren des Ätzens, Röstens und Reduzierens mit konzentrierter Salzsäure hergestellt.

Die Titanfasermatte mit einer Dicke von {{0}},25 mm wurde in 35-prozentiger HCl bei 53 Grad für 5 Minuten erhitzt, um die Oxidschicht vollständig zu entfernen und die Rauheit der Faseroberfläche zu verbessern. Die Matte wurde dann durch Ultraschallreinigung für 5-10 Minuten in entionisiertes Wasser und absolutes Ethanol gegeben. Die Gesamtkonzentration von 0,03 Mol/L Chloriridiumsäure, RuC1 3 und TaCU Kunhe-Lösung wurden hergestellt, und die Beschichtungsmenge wurde gemäß der Edelmetallbeladung von 1 mg/cm2 berechnet. Die Beschichtung wurde 5-7 Mal aufgetragen. Nach jeder Beschichtung wurde die Lösung bei 455 Grad für 10 min N in einem Muffelofen kalziniert. 30min braten.

(2) Morphologische Analyse

Auf der Oberfläche der Titanfaser befinden sich nach Salzsäurekorrosion mikrometergroße Rillen und Löcher, die mehr Punkte für die Kombination von Faser und Beschichtung liefern und die Stabilität der Beschichtung verbessern. Mit zunehmendem Ru-Gehalt in der Beschichtung nimmt die Kornlänge der Beschichtung allmählich zu.

(3) Widerstand: Er ist nahe dem Widerstand der platinbeschichteten porösen gesinterten Titanplatte zum Vergleich. Da die Stabilität von RuO2 schlechter ist als die von IrO, sollte der RuO2-Gehalt in der Schicht streng kontrolliert werden.

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