Acoperirea unui strat de acoperire conductivă și rezistentă la coroziune pe suprafața titanului poate evita în mod eficient formarea de peliculă de oxid pe suprafața plăcii bipolare de titan și poate îndeplini cerințele de performanță ale plăcii. pe lângă rezistența la coroziune și conductivitatea electrică excelentă, acoperirea are nevoie, de asemenea, de o bună rezistență la lipire cu matricea. în același timp, deoarece temperatura PEMFC se va schimba la temperatura camerei și în jurul valorii de 80 °C, este necesar ca materialul de acoperire și matrice să aibă coeficienți de dilatare termică similari pentru a evita delaminarea și fisurile în procesul de schimbare a temperaturii, pierzând astfel protecția materialului.
Acoperirile utilizate în mod obișnuit sunt clasificate în două categorii: acoperiri pe bază de metal (metale nobile, metal-carbon / nitrură) și acoperiri pe bază de carbon (grafit, polimeri conductivi, carbon amorf etc.).
Parametrii de performanță ai diferitelor plăci bipolare de titan acoperite
Ca parte importantă a celulei de combustie cu hidrogen, placa bipolară joacă un rol decisiv în performanța, costul și durabilitatea celulei. costul și durabilitatea sunt două aspecte importante care restricționează comercializarea pilelor de combustie cu hidrogen. Costul plăcilor bipolare depinde într-o anumită măsură de materialul plăcilor, de prelucrarea câmpului de curgere și de procesul de pregătire a acoperirii plăcilor.
Compozitele cu matrice de grafit și carbon nu mai pot îndeplini cerințele de performanță ale celulei de combustie cu hidrogen. Materialele metalice au devenit materialele principale pentru plăcile bipolare ale combustibilului cu hidrogen cell.in plus, puterea mare a fost întotdeauna scopul celulelor de combustibil cu hidrogen. titanul și aliajele de titan din materialele metalice au o densitate scăzută și o rezistență specifică ridicată. Acestea au o rezistență excelentă la coroziune în celulele de combustibil cu hidrogen și pot reduce semnificativ greutatea și volumul plăcilor bipolare, ceea ce îmbunătățește semnificativ puterea specifică masei și volumului bateriei. în plus, produsele de coroziune produse de titan și aliaje de titan în timpul funcționării de serviciu pe termen lung sunt mai puțin toxice pentru modul de schimb de protoni și catalizatori, ceea ce este favorabil îmbunătățirii stabilității și durabilității funcționării bateriei.
Acoperirile metalice de carbon/nitrură și carbon amorf preparate pe suprafața plăcilor bipolare de titan au proprietăți superioare cuprinzătoare și au o valoare ridicată de cercetare și aplicare. Cu toate acestea, aceste acoperiri sunt predispuse la defecte de pinhole. Prin urmare, principalele obiective ale cercetării actuale sunt de a îmbunătăți compactitatea acoperirilor, rezistența la lipire a matricei de film și conductivitatea suprafeței acoperirilor. În plus, acoperirea trebuie să fie hidrofobă pentru a facilita evacuarea apei generate de reacție.
Pentru a îndeplini aceste proprietăți cuprinzătoare, sunt prezentate cerințe mai mari pentru proiectarea structurală și compoziția acoperirii. compozit și nano-structura de acoperire poate îmbunătăți compactitatea, rezistența la coroziune, și conductivitatea de acoperire într-o anumită măsură și de a spori stabilitatea de serviciu și fiabilitatea plăcii de titan, care este principala direcție de dezvoltare în viitor.
