Het coaten van een laag geleidende en corrosiebestendige coating op het oppervlak van titanium kan effectief de vorming van oxidefilm op het oppervlak van de titanium bipolaire plaat voorkomen en voldoen aan de prestatie-eisen van de plaat. naast corrosieweerstand en uitstekende elektrische geleidbaarheid, heeft de coating ook een goede hechtsterkte met de matrix nodig. tegelijkertijd, omdat de temperatuur van PEMFC zal veranderen bij kamertemperatuur en rond 80 C, is het noodzakelijk dat de coating en het matrixmateriaal vergelijkbare thermische uitzettingscoëfficiënten hebben om delaminatie en scheuren in het proces van temperatuurverandering te voorkomen, waardoor de bescherming verloren gaat van het materiaal.
Veelgebruikte coatings worden ingedeeld in twee categorieën: op metaal gebaseerde coatings (edelmetalen, metaal-koolstof/nitride) en op koolstof gebaseerde coatings (grafiet, geleidende polymeren, amorfe koolstof, enz.).
Prestatieparameters van verschillende gecoate bipolaire titaniumplaten
Als belangrijk onderdeel van de waterstofbrandstofcel speelt de bipolaire plaat een beslissende rol in de prestaties, kosten en duurzaamheid van de cel. kosten en duurzaamheid zijn twee belangrijke kwesties die de commercialisering van waterstofbrandstofcellen beperken. De kosten van bipolaire platen hangen tot op zekere hoogte af van het materiaal van de platen, stroomveldverwerking en het voorbereidingsproces van plaatcoating.
Grafiet- en koolstofmatrixcomposieten kunnen niet langer voldoen aan de prestatie-eisen van de waterstofbrandstofcel. Metalen materialen zijn de belangrijkste materialen geworden voor bipolaire platen van de waterstofbrandstofcel. Bovendien is een hoog vermogen altijd het doel geweest van waterstofbrandstofcellen. titanium en titaniumlegeringen in metalen materialen hebben een lage dichtheid en een hoge specifieke sterkte. Ze hebben een uitstekende corrosieweerstand in waterstofbrandstofcellen en kunnen het gewicht en volume van bipolaire platen aanzienlijk verminderen, wat het massa- en volumespecifieke vermogen van de batterij aanzienlijk verbetert. bovendien zijn corrosieproducten geproduceerd door titanium en titaniumlegeringen tijdens langdurig gebruik minder toxisch voor de protonenuitwisselingsmodus en katalysatoren, wat bevorderlijk is voor het verbeteren van de stabiliteit en duurzaamheid van de werking van de batterij.
Metaalkoolstof/nitride en amorfe koolstofcoatings bereid op het oppervlak van titanium bipolaire platen hebben superieure uitgebreide eigenschappen en hebben een hoge onderzoeks- en toepassingswaarde. Deze coatings zijn echter gevoelig voor gaatjes. Daarom zijn de belangrijkste doelstellingen van het huidige onderzoek het verbeteren van de compactheid van coatings, de hechtsterkte van filmmatrix en de oppervlaktegeleidbaarheid van coatings. Bovendien moet de coating hydrofoob zijn om de afvoer van door de reactie gegenereerd water te vergemakkelijken.
Om aan deze uitgebreide eigenschappen te voldoen, worden hogere eisen gesteld aan het constructieve ontwerp en de samenstelling van de coating. composiet en nanostructuur van coating kunnen de compactheid, corrosieweerstand en geleidbaarheid van coating tot op zekere hoogte verbeteren en de servicestabiliteit en betrouwbaarheid van titaniumplaat verbeteren, wat de belangrijkste ontwikkelingsrichting in de toekomst is.
