Plaatinaga kaetud poorsete titaanplaatide või titaanviltide kasutamine gaasi difusioonikihtidena (GDL) on tingitud peamiselt elektrokeemiliste süsteemide, nagu PEM-kütuseelemendid, PEM-veeelektrolüsaatorid ja muud vesiniku/hapniku elektrokeemilised seadmed, nõudlikud tingimused.
Plaatinaga kaetud poorsete titaanplaatide või titaanvildi kasutamise peamised eelised gaasi difusioonikihtides on järgmised:
1. Suurepärane korrosioonikindlus
- Titaan on happelises ja oksüdeerivas keskkonnas väga korrosioonikindel, erinevalt tavalistest süsinik-GDL-idest, mis lagunevad või oksüdeeruvad suure potentsiaaliga.
- See muudab selle sobivaks pikaajaliseks kasutamiseks karmides tingimustes, eriti PEM-elektrolüsaatorite anoodi poolel.
2. Stabiilne poorne struktuur
- Poorsed titaanplaadid või -vildid moodustavad mehaaniliselt tugeva, omavahel ühendatud pooride võrgustiku.
- See struktuur võimaldab ühtlast gaasi difusiooni, tõhusat vedela vee/gaasimullide eemaldamist ja säilitab terviklikkuse isegi kõrge rõhu erinevuse korral.
3. Plaatinakatte roll
- Juhtivuse parandamine: tühi titaan moodustab passiivse oksiidikihi (TiO₂), mis suurendab liideste takistust. Õhuke plaatina kate vähendab kontakti takistust.
- Katalüütiline aktiivsus: plaatina toimib elektrokatalüsaatorina, suurendades vesiniku eraldumise (HER), hapniku eraldumise (OER) ja hapniku redutseerimise (ORR) reaktsioone.
- Vastupidavus: plaatinakiht kaitseb titaansubstraati ja tagab stabiilse elektrokeemilise jõudluse aja jooksul.
4. Töödeldavus ja integreeritus
- Poorseid titaanmaterjale saab lõigata, keevitada või suuremateks üksusteks kokku panna, muutes need paindlikuks erinevate virnakujunduste jaoks.
- Nende vastupidavus võimaldab usaldusväärselt integreerida nii kütuseelementide korstnatesse kui ka elektrolüüsivirnadesse.
