Feltro de titânio para eletrolisador

1) Usandofeltro sinterizado de titâniocomo camada de difusão de gás de célula de combustível, fibra de carbono é fácil de corrosão;

(2) feltro sinterizado de titâniométodo de revestimento incluindo revestimento - método de cozimento, revestimento por pulso;

A espessura mínima da esteira de fibra de titânio é 0,25 mm, a taxa de abertura dos poros é 50-70 por cento e a estrutura é mais propícia à transferência de massa gás-líquido. Para manter sua condutividade, a superfície precisa ser revestida com platina e irídio. Há o problema de uma grande quantidade de metais preciosos e alto preço; Houve alguns problemas, como baixa estabilidade do revestimento e queda do revestimento do ânodo.

feltro de titânio sinterizadofoi usado como substrato para a deposição do catalisador de Pt. As amostras utilizadas são circulares, com 30 mm de diâmetro e 1 mm de espessura, com porosidade superior a 70%. As etapas específicas de processamento são as seguintes:

(1) Filme desoxidado: O feltro de titânio foi preparado em uma solução de decapagem eletrolítica de Wieland Edelmetalle, Alemanha, à base de ácido nítrico e ácido fluorídrico, pH 0,5 em temperatura ambiente; Em seguida, uma tensão de 2,5V foi aplicada ao feltro, causando a dissolução anódica da superfície do Ti/Tio 2. Uma rede de expansão de titânio baseada em contra-eletrodos revestidos com platina da Wieland Edelmetalle foi usada para esta etapa de preparação.

(2) Limpeza com argônio: Após enxaguar com água deionizada, a superfície da peça de titânio é tratada com plasma em argônio para remover os poluentes restantes na superfície de titânio. O reator de plasma foi operado usando PINK V 15-G da PINK Thermosysteme GmbH (Alemanha) e os parâmetros foram ajustados para uma vazão de argônio de 100 ml min-1, tratados a 60 Pa de pressão de ar por 30 minutos , e a potência de micro-ondas foi de 400 W.

(3) Revestimento: O processo de limpeza física do plasma foi realizado continuamente e posteriormente enxaguado com água deionizada. As fibras de titânio foram imediatamente revestidas com platina pelo método eletroquímico sob argônio. O banho de galvanização comercialmente disponível Galvatron Platinbad da Wieland Edelmetalle foi usado com base em HCH. Os parâmetros do banho foram ajustados para 8 para pH e 50 graus para temperatura. O processo de galvanização foi realizado por 10 min a uma voltagem catódica constante, -3.2V com o contra eletrodo (Titânio/platina da Wieland Edelmetalle). Durante este processo de galvanoplastia, o eletrodo de titânio é colocado eletricamente entre dois contra eletrodos conectados. Subsequentemente, a fim de aumentar a atividade eletroquímica do catalisador para depositar partículas micrométricas e de platina em nanoescala na área da superfície, o modo de galvanização foi alterado para chapeamento de pulso do contra-eletrodo a uma tensão catódica de -3.0 V sem interromper o processo. O tempo de ativação é definido como 10 ms e o tempo de desligamento é definido como 56,7 ms, de modo que o ciclo de trabalho é de 15 por cento do ciclo. A segunda parte do processo de galvanização continua por mais 10 minutos.

(4) Montagem MEA: Os eletrodos foram impregnados com 0,5 mL de solução de ionômero condutor de prótons Nafion® (5% em peso em etanol) e posteriormente platinados. A solução foi aplicada por um aerógrafo na peça fundida enquanto um eletrodo à base de titânio é conectado a um suporte de amostra aquecido. A temperatura foi ajustada para 60 graus para acelerar a evaporação do etanol da superfície do eletrodo.

(5) e placa bipolar para formar uma pilha, 20 grupos.

As micrografias abaixo mostram as fibras de titânio sinterizado com revestimento de platina. As fibras localizadas na parte externa dos pés protegem todo o revestimento. Este efeito pode ser explicado pela distribuição do campo elétrico na célula galvânica (o eletrodo de trabalho está localizado entre e paralelo aos dois eletrodos inversos). O revestimento é suficiente para uma adesão estável a longo prazo de nanopartículas de platina. Abaixo está uma micrografia de partículas de platina depositadas em fibras revestidas de titânio pelo processo de eletrodeposição por pulso.

(1) Preparação do revestimento de feltro de fibra de titânio:

Um revestimento MMO híbrido Ir02 e Ru02 foi preparado na superfície da manta de fibra de titânio pelo método de ataque, torrefação e redução com ácido clorídrico concentrado.

A manta de fibra de titânio com uma espessura de {{0}},25 mm foi aquecida em 35 por cento HCL a 53 graus por 5 minutos para remover completamente a camada de óxido e melhorar a rugosidade da superfície da fibra. A esteira foi então colocada em água deionizada e etanol absoluto por 5-10 minutos por limpeza ultrassônica. A concentração total de 0,03mol/L de ácido cloroirídio, RuC1 3 e solução de TaCU Kunhe foi preparada, e a quantidade de revestimento foi calculada de acordo com a carga de metal precioso de 1 mg/cm2. O revestimento foi aplicado 5-7 vezes. Após cada revestimento, a solução foi calcinada a 455 graus por 10 mi N em um forno mufla. Asse por 30min.

(2) Análise morfológica

Existem ranhuras e orifícios micrométricos na superfície da fibra de titânio após a corrosão do ácido clorídrico, que fornecem mais pontos para a combinação de fibra e revestimento e melhoram a estabilidade do revestimento. Com o aumento do teor de Ru no revestimento, o comprimento de grão do revestimento aumenta gradualmente.

(3) Resistividade: Está próximo da resistividade da comparação da placa de titânio sinterizado poroso banhado a platina. Considerando que a estabilidade do RuO2 é pior que a do IrO, o conteúdo de RuO2 na camada deve ser rigorosamente controlado.

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