Việc phủ một lớp sơn dẫn điện và chống ăn mòn lên bề mặt của titan có thể tránh hiệu quả sự hình thành màng oxit trên bề mặt của tấm lưỡng cực titan và đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất của tấm. bên cạnh khả năng chống ăn mòn và khả năng dẫn điện tuyệt vời, lớp phủ cũng cần độ bền liên kết tốt với ma trận. Đồng thời, do nhiệt độ của PEMFC sẽ thay đổi ở nhiệt độ phòng và khoảng 80 C, nên vật liệu phủ và vật liệu nền cần có hệ số giãn nở nhiệt tương tự nhau để tránh tách lớp và nứt trong quá trình thay đổi nhiệt độ, do đó mất khả năng bảo vệ. của vật liệu.
Lớp phủ thường được sử dụng được phân thành hai loại: lớp phủ dựa trên kim loại (kim loại quý, kim loại-cacbon / nitride) và lớp phủ dựa trên carbon (graphit, polyme dẫn điện, carbon vô định hình, v.v.).
Thông số hiệu suất của các tấm lưỡng cực titan phủ khác nhau
Là một bộ phận quan trọng của pin nhiên liệu hydro, tấm lưỡng cực đóng vai trò quyết định đến hiệu suất, giá thành và độ bền của pin. Giá thành và độ bền là hai vấn đề quan trọng hạn chế việc thương mại hóa pin nhiên liệu hydro. Chi phí của tấm lưỡng cực phụ thuộc ở một mức độ nhất định vào vật liệu của tấm, quá trình xử lý trường dòng chảy và quá trình chuẩn bị của lớp phủ tấm.
Các vật liệu tổng hợp ma trận cacbon và than chì không còn có thể đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất của pin nhiên liệu hydro. Vật liệu kim loại đã trở thành vật liệu chính cho các tấm lưỡng cực của pin nhiên liệu hydro. Ngoài ra, công suất cao luôn là mục tiêu của pin nhiên liệu hydro. titan và hợp kim titan trong vật liệu kim loại có mật độ thấp và độ bền riêng cao. Chúng có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong pin nhiên liệu hydro và có thể làm giảm đáng kể trọng lượng và thể tích của các tấm lưỡng cực, giúp cải thiện đáng kể khối lượng và công suất riêng của pin. Hơn nữa, các sản phẩm ăn mòn được tạo ra bởi titan và hợp kim titan trong quá trình hoạt động lâu dài ít độc hại hơn đối với chế độ trao đổi proton và chất xúc tác, có lợi cho việc cải thiện độ ổn định và độ bền của hoạt động của pin.
Các lớp phủ carbon / nitride kim loại và carbon vô định hình được chế tạo trên bề mặt của tấm lưỡng cực titan có các đặc tính toàn diện ưu việt và có giá trị nghiên cứu và ứng dụng cao. Tuy nhiên, các lớp phủ này dễ bị lỗi lỗ kim. Do đó, các mục tiêu chính của nghiên cứu hiện nay là cải thiện độ chặt của lớp phủ, độ bền liên kết của ma trận phim và độ dẫn điện bề mặt của lớp phủ. Ngoài ra, lớp phủ nên kỵ nước để tạo điều kiện xả nước tạo ra phản ứng.
Để đáp ứng các đặc tính toàn diện này, các yêu cầu cao hơn được đặt ra đối với thiết kế cấu trúc và thành phần của lớp phủ. composite và cấu trúc nano của lớp phủ có thể cải thiện độ chặt, chống ăn mòn và độ dẫn điện của lớp phủ ở một mức độ nhất định và nâng cao độ ổn định và độ tin cậy của tấm titan, đây là hướng phát triển chính trong tương lai.
