Padengus laidžios ir korozijai atsparios dangos sluoksnį ant titano paviršiaus, galima veiksmingai išvengti oksido plėvelės susidarymo ant titano bipolinės plokštės paviršiaus ir atitikti plokštės veikimo reikalavimus. Be atsparumo korozijai ir puikaus elektrinio laidumo, danga taip pat turi gerą sukibimą su matrica. tuo pačiu, kadangi PEMFC temperatūra pasikeis kambario temperatūroje ir apie 80 C, būtina, kad dangos ir matricos medžiagos šiluminio plėtimosi koeficientai būtų panašūs, kad būtų išvengta delaminacijos ir įtrūkimų keičiantis temperatūrai, taip prarandant apsaugą. iš medžiagos.
Dažniausiai naudojamos dangos skirstomos į dvi kategorijas: metalo pagrindo dangas (taurieji metalai, metalas-anglis/nitridas) ir anglies pagrindo dangas (grafitas, laidus polimerai, amorfinė anglis ir kt.).
Skirtingų dengtų titano bipolinių plokščių veikimo parametrai
Kaip svarbi vandenilio kuro elemento dalis, bipolinė plokštė atlieka lemiamą vaidmenį elemento veikimui, kainai ir ilgaamžiškumui. kaina ir ilgaamžiškumas yra du svarbūs klausimai, ribojantys vandenilio kuro elementų komercializavimą. Bipolinių plokščių kaina tam tikru mastu priklauso nuo plokščių medžiagos, srauto lauko apdorojimo ir plokščių dengimo paruošimo proceso.
Grafito ir anglies matricos kompozitai nebegali atitikti vandenilio kuro elemento veikimo reikalavimų. Metalinės medžiagos tapo pagrindinėmis vandenilio kuro elementų bipolinių plokščių medžiagomis. Be to, vandenilio kuro elementų tikslas visada buvo didelė galia. titanas ir titano lydiniai metalinėse medžiagose turi mažą tankį ir didelį specifinį stiprumą. Jie turi puikų atsparumą korozijai vandenilio kuro elementuose ir gali žymiai sumažinti bipolinių plokščių svorį ir tūrį, o tai žymiai pagerina akumuliatoriaus specifinę masę ir tūrį. be to, korozijos produktai, pagaminti iš titano ir titano lydinių ilgalaikio eksploatavimo metu, yra mažiau toksiški protonų mainų režimui ir katalizatoriams, o tai padeda pagerinti akumuliatoriaus veikimo stabilumą ir ilgaamžiškumą.
Metalinės anglies / nitrido ir amorfinės anglies dangos, paruoštos ant titano bipolinių plokščių paviršiaus, pasižymi puikiomis visapusiškomis savybėmis ir turi didelę tyrimų ir taikymo vertę. Tačiau šios dangos yra linkusios į skylučių defektus. Todėl pagrindiniai dabartinių tyrimų tikslai yra pagerinti dangų kompaktiškumą, plėvelės matricos sukibimo stiprumą ir dangų paviršiaus laidumą. Be to, danga turi būti hidrofobinė, kad būtų lengviau išleisti reakcijos susidariusį vandenį.
Siekiant patenkinti šias visapusiškas savybes, keliami aukštesni reikalavimai konstrukcinei konstrukcijai ir dangos sudėčiai. dangos sudėtinė ir nanostruktūra gali tam tikru mastu pagerinti dangos kompaktiškumą, atsparumą korozijai ir laidumą bei padidinti titano plokštės naudojimo stabilumą ir patikimumą, o tai yra pagrindinė plėtros kryptis ateityje.
