Die PEM-Elektrolysezelle ist eine der vielen Wasserstoffproduktionstechnologien, bei der eine Protonenaustauschmembran aus einem Polyfluorsulfonsäurefilm und reines Wasser als Reaktant verwendet wird. Es zeichnet sich durch hohe Wasserstoffreinheit, einfache Struktur und Verfahren sowie hohe Sicherheit aus. Gleichzeitig eignet es sich besser für die sich schnell ändernde Stromzufuhr aus erneuerbaren Energien und erfreut sich daher großer Beliebtheit in der Industrie.
Aufgrund der Verwendung einer Perfluorsulfonsäure (PFSA)-Membran ist die Arbeitsumgebung der PEM-Elektrolysezelle sauer. Darüber hinaus sorgen die hohe Spannung und die Sauerstofffreisetzung auf der Anodenseite für eine raue Oxidationsumgebung. Daher müssen die Bipolarplatte und die Gasdiffusionsschicht der PEM-Elektrolysezelle korrosionsbeständige Eigenschaften aufweisen. Es können Materialien wie Graphit, Edelstahl und Titan verwendet werden, jedes mit seinen eigenen Vor- und Nachteilen, aber Titan verfügt über umfassendere Eigenschaften.
Selbst unter sauren Bedingungen und Bedingungen mit hohem Anodenpotential ist Titan das am wenigsten korrosive Material und lässt sich relativ leicht zu verschiedenen Arten poröser Medien formen. Daher können Titannetze/Filz/Schaum/gesintertes Pulver als GDL der PEMWE-Anode verwendet werden.
Am Beispiel von Titanfilz umfasst der Produktionsprozess die Auswahl von hochwertigem Titanschwamm, die Anpassung des Prozesses zur Herstellung von Titankristallen entsprechend den Anforderungen an den Metallgehalt des Titanfilzes, das Schmieden in die erforderliche Form, die Bearbeitung der Titanplatte zu Titanfasern und das Legen der Titanfasern und Hochtemperatursintern zur Herstellung von porösem Titanfilz.
