Stosowanie porowatych płytek tytanowych lub filców tytanowych pokrytych platyną jako warstw dyfuzyjnych gazu (GDL) wynika głównie z wymagających warunków panujących w układach elektrochemicznych, takich jak ogniwa paliwowe PEM, elektrolizery wody PEM i inne urządzenia elektrochemiczne wykorzystujące wodór/tlen.
Główne zalety stosowania porowatych płyt tytanowych lub filcu tytanowego pokrytych platyną na warstwy dyfuzyjne gazu są następujące:
1. Doskonała odporność na korozję
- Tytan jest wysoce odporny na korozję w środowiskach kwaśnych i utleniających, w przeciwieństwie do konwencjonalnych węglowych GDL, które ulegają degradacji lub utlenianiu pod wysokim potencjałem.
- Dzięki temu nadaje się do długotrwałej pracy w trudnych warunkach, zwłaszcza po stronie anodowej elektrolizerów PEM.
2. Stabilna porowata struktura
- Porowate tytanowe płytki lub filce tworzą mechanicznie mocną, wzajemnie połączoną sieć porów.
- Taka struktura umożliwia równomierną dyfuzję gazu, skuteczne usuwanie pęcherzyków cieczy/gazu i zachowuje integralność nawet przy dużych różnicach ciśnień.
3. Rola powłoki platynowej
- Poprawa przewodności: goły tytan tworzy pasywną warstwę tlenku (TiO₂), która zwiększa rezystancję międzyfazową. Cienka powłoka platynowa minimalizuje opór stykowy.
- Aktywność katalityczna: platyna pełni funkcję elektrokatalizatora, zwiększając reakcje wydzielania wodoru (HER), wydzielania tlenu (OER) i redukcji tlenu (ORR).
- Trwałość: warstwa platyny chroni podłoże tytanowe i zapewnia stabilne działanie elektrochemiczne w czasie.
4. Przetwarzalność i integracja
- Porowate materiały tytanowe można ciąć, spawać lub łączyć w większe jednostki, co czyni je elastycznymi w przypadku różnych konstrukcji stosów.
- Ich solidność umożliwia niezawodną integrację zarówno ze stosami ogniw paliwowych, jak i stosami elektrolizerów.
