Dieses Bauteil wird durch ein Hochtemperatur-Vakuumsinterverfahren hergestellt, bei dem mehrere Lagen aus gewebtem und gestrecktem Titangitter Gr1 metallurgisch zu einer einzigen, starren Struktur verbunden werden. Die mehrlagige Architektur bietet im Vergleich zu einlagigen Gitteralternativen eine höhere mechanische Festigkeit und strukturelle Stabilität, während das Titansubstrat der Güteklasse 1 eine intrinsische Beständigkeit gegen Korrosion in sauren, alkalischen und elektrochemischen Umgebungen mit hohem Potential aufweist. Mit einer Standardabmessung von 100 × 100 mm und einer Dicke von 2,0 mm fungiert dieses gesinterte Gitter als präzises poröses Medium, das Partikel bis zu einer Größe von 10 μm zurückhalten kann. Es eignet sich daher sowohl für Filtrationsaufgaben als auch für Fluidverteilungsaufgaben in der chemischen Verfahrenstechnik, der pharmazeutischen Herstellung und in elektrolytischen Systemen.

In PEM-Wasserelektrolyseuren (Protonenaustauschmembran) dient dieses gesinterte mehrlagige Gitter als poröse Transportschicht (PTL) oder Gasdiffusionsschicht (GDL), die zwischen der katalysatorbeschichteten Membran und der Bipolarplatte positioniert ist. Seine Hauptaufgabe besteht darin, das Speisewasser gleichmäßig über die Katalysatoroberfläche zu verteilen und gleichzeitig die schnelle Abfuhr des entstehenden Sauerstoffs von der Anodenseite zu ermöglichen. Die Filterfeinheit von 10 μm stellt sicher, dass partikuläre Verunreinigungen abgefangen werden, bevor sie die Katalysatorschicht erreichen, wodurch Degradationsmechanismen gemindert werden, die die Lebensdauer des Stapels verkürzen. Die Kombination aus der elektrochemischen Stabilität von Titan Gr1 und der strukturellen Integrität des mehrlagigen Gitters ermöglicht eine dauerhafte Leistung unter den hohen anodischen Potentialen und korrosiven Bedingungen, die für die PEM-Elektrolyse charakteristisch sind, und trägt so zu einer zuverlässigen Wasserstoffproduktion über Tausende von Betriebsstunden bei.

Produktspezifikationen

Material: Titan Gr1

Abmessungen: 100 × 100 mm

Dicke: 2,0 mm

Filterfeinheit: 10 μm

Verfahren: Sintern

Eigenschaften

Dicken- und Maßtoleranz – Die Nenndicke von 2,0 mm wird durch kontrolliertes Walzen und Sintern innerhalb von ±0,1 mm gehalten, was eine gleichmäßige Druckverteilung über den Stapel während der Elektrolyseurmontage gewährleistet. Dies verhindert lokale Kontaktverluste oder spannungsbedingte Dichtungsausfälle. Das Format von 100 × 100 mm ist kompatibel mit Laserschneiden und Stanzen und liefert gratfreie Kanten, die zuverlässig mit PTFE, Fluorkautschuk und anderen gängigen Dichtungswerkstoffen passen.

Porositäts-Permeabilitäts-Synergie – Durch die Anpassung der Maschenzahl jeder Lage und des Sinterprofils wird die offene Porosität zwischen 30 % und 50 % stabilisiert. Dieser Bereich erhält die Partikelrückhaltebewertung von 10 μm bei gleichzeitig hoher Gaspermeabilität aufrecht, reduziert wirksam Konzentrationspolarisationsverluste und verbessert die Gesamteffizienz der Gasentwicklung.

Niedriger Kontaktwiderstand und elektrische Leistung – Die während des Sinterns zwischen den Lagen gebildeten metallurgischen Bindungen ergeben einen Kontaktwiderstand, der deutlich niedriger ist als bei mechanisch gestapelten Gittern. In Verbindung mit der inhärent guten Leitfähigkeit von Titan Gr1 senkt dies die Hochfrequenzimpedanz und minimiert ohmsche Verluste selbst bei hohen Stromdichten.

Stabilität über einen weiten Temperaturwechselbereich – Die Sinterverbindungen weisen angepasste Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, die Mikrorisse oder Delamination unter wiederholten Temperaturwechseln von -50 °C bis 600 °C verhindern. Diese Haltbarkeit eignet sich für den intermittierenden Betrieb und Lastwechselszenarien, wie sie in PEM-Elektrolysesystemen häufig vorkommen.

Verschmutzungsresistenz und In-situ-Regenerierbarkeit – Das Titansubstrat zeigt eine geringe Affinität zu organischen Verbindungen und anorganischen Salzen, sodass Oberflächenverunreinigungen durch Hochdruck-Wasserspülung, Ultraschallreinigung oder chemische Wäsche entfernt werden können. Die ursprüngliche Permeabilität wird ohne Demontage des Stapels wiederhergestellt, was die Serviceintervalle erheblich verlängert.

Wirtschaftlichkeit über den gesamten Lebenszyklus – Unter den stark korrosiven, hochpotenziellen anodischen Bedingungen von PEM-Elektrolyseuren erreicht dieses Gitter eine mehrjährige Lebensdauer – weit über der von Edelstahl oder alternativen Metallen. In Verbindung mit der Chargen-zu-Chargen-Konsistenz durch ausgereifte Prozesskontrolle bietet es die für die industrielle Montage erforderliche Austauschbarkeit und senkt die Gesamtbetriebskosten erheblich.

Produkteigenschaften

Anodenseitige poröse Transportschicht in PEM-Elektrolyseuren – In PEM-Wasserelektrolysesystemen wird dieses Titangitter als anodische PTL gegen die katalysatorbeschichtete Membran positioniert. Seine dreidimensionale Porenstruktur verteilt entionisiertes Wasser gleichmäßig zu den katalytischen Zentren und leitet gleichzeitig den entstehenden Sauerstoff schnell ab, was die Blasenabschirmung reduziert und den Stofftransport bei hohen Stromdichten aufrechterhält. Titan Gr1 widersteht den anodischen Potentialen und der sauren Umgebung über längere Betriebszeiten.

Kathodenseitige Wasserstoffextraktionsschicht in PEM-Elektrolyseuren – Auf der Kathode fungiert dasselbe Gitter als Gasdiffusionsschicht, die eine schnelle Wasserstoffabfuhr zur Strömungsfeldplatte ermöglicht und gleichzeitig einen niederohmigen Elektronentransport bewahrt. Die Verwendung identischer titanbasierter Medien auf beiden Elektroden eliminiert das Risiko galvanischer Korrosion und optimiert die Stapelmontage, was eine gleichbleibende Leistung über Tausende von Betriebsstunden unterstützt.

Strömungshomogenisierung in Brennstoffzellen-Reformersystemen – In Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzellen- oder Direktmethanol-Brennstoffzellen-Reformereinheiten verteilt dieses gesinterte Gitter den Brennstoffdampf gleichmäßig über das Katalysatorbett. Seine Wärmeleitfähigkeit unterstützt die Wärmeumverteilung und erhält ein stabiles Temperaturprofil, das die Reformiereffizienz verbessert und kompaktere Systemlayouts ermöglicht.

Katalysatorbett-Rückhaltung in Feinchemikalien-Reaktoren – Stromabwärts von Festbett- oder Suspensionsphasenreaktoren installiert, fängt dieses Gitter Edelmetall- oder Festkatalysatoren ab, bevor sie mit dem Produktstrom austreten. Seine 10-μm-Rückhaltebewertung verhindert Katalysatorverluste und nachgeschaltete Verschmutzungen. Das Titansubstrat widersteht Halogenen, organischen Säuren und erhöhten Temperaturen, wie sie in der Feinchemikalien-Synthese üblich sind.

Endstufige Partikelentfernung in Reinstwassersystemen – An den Point-of-Use-Terminals in Reinstwasserkreisläufen für die Halbleiter- und Pharmaindustrie eingesetzt, fungiert dieses Gitter als letzte Barriere gegen Partikelabrieb aus vorgeschalteten Rohrleitungen. Die inerte Titanoberfläche gibt keine Metallionen ab und bewahrt die spezifizierten Werte für Widerstandsfähigkeit und TOC, die von herkömmlichen Medien möglicherweise beeinträchtigt werden.

Flammenlöschung und Explosionsisolation in Hochdruckgasleitungen – In Wasserstoff-, Methan- und anderen brennbaren Gasleitungen installiert, dient dieses Gitter als Flammensperre. Seine feinen Poren absorbieren und dissipieren thermische Energie bei einem Rückschlag schnell und unterbrechen so die Flammenausbreitung. Titan zeigt unter Hochdruck-Wasserstoff keine Wasserstoffversprödung und bietet eine sicherere Alternative zu Edelstahl in der langfristigen Wasserstoffinfrastruktur.

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