Titanio sinterizado platinizado como una capa de difusión de gas para celdas de combustible de hidrógeno

Detalles del producto

Las celdas de combustible de hidrógeno son dispositivos electroquímicos que convierten la energía química del hidrógeno en energía eléctrica a través de una reacción con oxígeno, típicamente del aire. Un componente clave en la construcción de estas celdas de combustible es la capa de difusión de gas (GDL), que juega un papel crucial para garantizar el transporte eficiente de gases, electrones y calor dentro de la celda. Uno de los materiales más utilizados para GDL es el fieltro de titanio sinterizado platinizado.

El fieltro de titanio sinterizado platinizado es un material de alto rendimiento que combina los beneficios de las propiedades estructurales robustas de titanio con la eficiencia catalítica del platino. El proceso de fabricación de este material implica varios pasos clave:

1. Producción de titanio de fieltro

El fieltro de titanio se produce tejiendo cables de titanio finos para formar una estructura fuerte y porosa. Este fieltro proporciona una excelente resistencia y estabilidad mecánica, así como una superficie alta que es beneficiosa para la difusión de gas y el recubrimiento de catalizador.

2. Sinterización

La sinterización es un proceso de alta temperatura donde el fieltro de titanio se calienta hasta un punto en el que las fibras de titanio individuales se fusionan, creando una estructura rígida y porosa. Esto no solo mejora la resistencia mecánica del fieltro, sino que también asegura que los poros permanezcan estables en las condiciones operativas de la celda de combustible.

3. Platinización

La platinización implica depositar una capa delgada de platino en la superficie del titanio sinterizado. El platino es un excelente catalizador para las reacciones de oxidación de hidrógeno y reducción de oxígeno que ocurren en las celdas de combustible. El proceso de deposición se puede realizar a través de varios métodos, como pulverización, enchapado de electrodos o deposición de vapor químico. El objetivo es lograr una distribución uniforme de nanopartículas de platino en las fibras de titanio sin bloquear los poros.

4. Tratamiento de superficie

Después de la platinización, la superficie del fieltro puede sufrir más tratamientos para mejorar su rendimiento. Esto puede incluir el rugido de la superficie para aumentar el área de superficie efectiva o aplicar capas adicionales de materiales de soporte de catalizador como el polvo de carbono para mejorar la conductividad eléctrica.

Algunas de las especificaciones para este dispositivo son las siguientes:

1. Porosidad: 55% - 75%

2. Espesor: 0.25 mm - 3.0 mm

3. Lugar de origen: Henan, China

4. Técnica: sinterización de vacío

5. Dimensión: en cuanto a la solicitud del cliente 

El GDL de titanio sinterizado platinizado resultante ofrece varias ventajas para su uso en celdas de combustible de hidrógeno:

1. Alta porosidad. El fieltro mantiene una alta porosidad después de la sinterización, lo que permite un transporte de gas eficiente hacia y desde la capa de catalizador.

2. Buena conductividad eléctrica. La base de titanio proporciona una conductividad eléctrica inherente, que se ve mejorada por el recubrimiento de platino y cualquier tratamiento conductivo adicional.

3. Integridad estructural robusta. La columna vertebral de titanio sinterizada asegura que el GDL pueda soportar las fuerzas de compresión dentro de la pila de pilas de combustible sin comprometer su porosidad o integridad.

4. Eficiencia catalítica. El recubrimiento de platino proporciona numerosos sitios activos para las reacciones electroquímicas, lo que lleva a una mayor eficiencia y pérdidas de activación más bajas en la celda de combustible.

5. Gestión del calor. La base metálica del GDL también ayuda a disipar el calor generado durante la operación, lo que ayuda a mantener una temperatura estable dentro de la celda.

6. Longevidad. La naturaleza duradera tanto del titanio como del platino significa que el GDL puede mantener el rendimiento durante períodos prolongados de uso, lo que contribuye a la vida útil general de la celda de combustible.