Feltro di titanio per elettrolizzatore

1) Utilizzofeltro sinterizzato al titaniocome strato di diffusione del gas delle celle a combustibile, la fibra di carbonio è facile da corrodere;

(2) Feltro sinterizzato al titaniometodo di rivestimento compreso il rivestimento - metodo di cottura, placcatura a impulsi;

Lo spessore minimo del materassino in fibra di titanio è 0.25 mm, il tasso di gap dei pori è del 50-70 percento e la struttura è più favorevole al trasferimento di massa gas-liquido. Per mantenere la sua conduttività, la superficie deve essere placcata con platino e iridio. C'è il problema di una grande quantità di metallo prezioso e di prezzo elevato; Si sono verificati alcuni problemi come una scarsa stabilità del rivestimento e la caduta del rivestimento dell'anodo.

Feltro di titanio sinterizzatoè stato utilizzato come substrato per la deposizione del catalizzatore Pt. I campioni utilizzati sono circolari, 30 mm di diametro e 1 mm di spessore, con porosità superiore al 70 percento. Le fasi specifiche della lavorazione sono le seguenti:

(1) Pellicola disossidata: il feltro di titanio è stato preparato in una soluzione di decapaggio elettrolitica da Wieland Edelmetalle, Germania, a base di acido nitrico e acido fluoridrico, pH 0,5 a temperatura ambiente; Quindi è stata applicata una tensione di 2,5V al feltro, provocando la dissoluzione anodica della superficie di Ti/Tio 2. Per questa fase di preparazione allo scopo è stata utilizzata una rete di espansione in titanio basata su controelettrodi placcati con platino di Wieland Edelmetalle.

(2) Pulizia con argon: dopo il risciacquo con acqua deionizzata, la superficie del pezzo in titanio viene trattata al plasma con argon per rimuovere gli inquinanti rimanenti sulla superficie del titanio. Il reattore al plasma è stato utilizzato utilizzando PINK V 15-G di PINK Thermosysteme GmbH (Germania) e i parametri sono stati impostati su una portata di argon di 100 ml min-1, trattato a una pressione dell'aria di 60 Pa per 30 minuti e la potenza del microonde era di 400 W.

(3) Rivestimento: il processo di pulizia fisica del plasma è stato eseguito continuamente e ulteriormente risciacquato con acqua deionizzata. Le fibre di titanio sono state immediatamente placcate con platino mediante il metodo elettrochimico sotto argon. Il tipo di bagno galvanico disponibile in commercio Galvatron Platinbad di Wieland Edelmetalle è stato utilizzato sulla base di HCH. I parametri del bagno sono stati impostati su 8 per il pH e 50 gradi per la temperatura. Il processo di placcatura è stato eseguito per 10 minuti a una tensione catodica costante, -3.2V con il controelettrodo (titanio/platino di Wieland Edelmetalle). Durante questo processo di elettrodeposizione, l'elettrodo in titanio viene posizionato elettricamente tra due controelettrodi collegati. Successivamente, al fine di aumentare l'attività elettrochimica del catalizzatore per depositare particelle di platino micrometriche e su scala nanometrica sulla superficie, la modalità di placcatura è stata commutata sulla placcatura a impulsi del controelettrodo a una tensione catodica di -3,0 V. senza interrompere il processo. Il tempo di attivazione è impostato su 10 ms e il tempo di disattivazione è impostato su 56,7 ms, quindi il ciclo di lavoro è del 15 percento del ciclo. La seconda parte del processo di placcatura continua per altri 10 minuti.

(4) Gruppo MEA: gli elettrodi sono stati impregnati con 0,5 ml di soluzione di ionomero a conduzione protonica Nafion® (5% in peso in etanolo) e successivamente platinati. La soluzione è stata applicata con un aerografo al pezzo fuso mentre un elettrodo a base di titanio è attaccato a un portacampioni riscaldato. La temperatura è stata impostata a 60 gradi per accelerare l'evaporazione dell'etanolo dalla superficie dell'elettrodo.

(5) e piastra bipolare per formare una pila, 20 gruppi.

Le micrografie sottostanti mostrano le fibre di titanio sinterizzate con rivestimento in platino. Le fibre situate all'esterno dei piedi proteggono l'intero rivestimento. Questo effetto può essere spiegato dalla distribuzione del campo elettrico nella cella galvanica (l'elettrodo di lavoro si trova tra e parallelo ai due elettrodi inversi). Il rivestimento è sufficiente per un'adesione stabile a lungo termine delle nanoparticelle di platino. Di seguito è riportata una micrografia di particelle di platino depositate su fibre rivestite di titanio mediante il processo di elettroplaccatura a impulsi.

(1) Preparazione del rivestimento in feltro di fibra di titanio:

Un rivestimento MMO ibrido Ir02 e Ru02 è stato preparato sulla superficie del materassino in fibra di titanio mediante il metodo di incisione, tostatura e riduzione con acido cloridrico concentrato.

Il materassino in fibra di titanio con uno spessore di {0}} 0,25 mm è stato riscaldato in HCL al 35% a 53 gradi per 5 minuti per rimuovere completamente lo strato di ossido e migliorare la rugosità della superficie della fibra. Il tappetino è stato quindi posto in acqua deionizzata ed etanolo assoluto per 5-10 minuti mediante pulizia ad ultrasuoni. È stata preparata la concentrazione totale di 0,03 mol/L di acido cloroiridio, RuC1 3 e soluzione di TaCU Kunhe e la quantità di rivestimento è stata calcolata in base al carico di metallo prezioso di 1 mg/cm2. Il rivestimento è stato applicato 5-7 volte. Dopo ogni rivestimento, la soluzione è stata calcinata a 455 gradi per 10 mi N in un forno a muffola. Arrostire per 30 min.

(2) Analisi morfologica

Ci sono scanalature e fori micrometrici sulla superficie della fibra di titanio dopo la corrosione dell'acido cloridrico, che forniscono più punti per la combinazione di fibra e rivestimento e migliorano la stabilità del rivestimento. Con l'aumento del contenuto di Ru nel rivestimento, la lunghezza del grano del rivestimento aumenta gradualmente.

(3) Resistività: è vicina alla resistività della piastra di confronto in titanio sinterizzato poroso placcato platino. Considerando che la stabilità di RuO2 è peggiore di IrO, il contenuto di RuO2 nello strato dovrebbe essere rigorosamente controllato.

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