Titanium Fiber Felt is een viltachtig materiaal gemaakt van pure titanium- of titaniumlegeringsvezels. Dit type viltmateriaal wordt doorgaans geproduceerd door sinteren, persen of andere verwerkingstechnieken met behulp van titaniumvezels. Titaniumvezelvilt vertoont een uitstekende weerstand tegen hoge temperaturen en corrosie, en vindt brede toepassingen in industrieën zoals thermische techniek, ruimtevaart en chemische technologie. Het beschikt over een goede thermische en elektrische geleidbaarheid, samen met een bepaalde mechanische sterkte en stabiliteit, waardoor het geschikt is voor toepassingen zoals isolatie, filtratie en adsorptie in omgevingen met hoge temperaturen.
Titaniumvezelvilt anode gasdiffusielaag
Gesinterd titaniumvezelvilt dient als substraat voor de afzetting van platinakatalysatoren. Het gebruikte monster is rond, met een diameter van 30 mm en een dikte van 1 mm, met een porositeit van meer dan 70%. De specifieke behandelingsstappen zijn als volgt:
Verwijdering van oxidefilm
Het titaniumvilt is ondergedompeld in een elektrolytzuuroplossing op basis van salpeterzuur en fluorwaterstofzuur, met een pH-waarde van 0.5 bij kamertemperatuur. Vervolgens wordt een spanning van 2,5 V op het vilt aangebracht, waardoor het titaniumoppervlak anodische oplossing krijgt.
Argongasreiniging
Na spoelen met gedeïoniseerd water ondergaat het titaniumwerkstukoppervlak een plasmabehandeling in argon om eventuele resterende verontreinigingen op het titaniumoppervlak te verwijderen.
Beplating
Er worden continue fysieke plasmareinigingsprocessen uitgevoerd, gevolgd door verder spoelen met gedeïoniseerd water. De titaniumvezels worden onmiddellijk met platina bekleed met behulp van een elektrochemische methode in een argonomgeving. Parameters zijn ingesteld op een pH-waarde van 8 en een temperatuur van 50 graden. Het galvaniseerproces wordt gedurende 10 minuten uitgevoerd bij een constante kathodespanning van -3,2V ten opzichte van de referentie-elektrode. Tijdens dit galvaniseerproces wordt de titaniumelektrode elektrisch tussen twee aangesloten referentie-elektroden geplaatst. De aan-tijd is ingesteld op 10 milliseconden en de uit-tijd is ingesteld op 56,7 milliseconden, wat resulteert in een werkcyclus van 15% in elke cyclus. Het tweede deel van het galvaniseerproces wordt nog eens 10 minuten herhaald.
MEA-vergadering
De elektrode is geïmpregneerd met een protongeleidende ionomeeroplossing in 5 gew.% ethanol en vervolgens bedekt met platina. De oplossing is met behulp van airbrushen op de elektrode gegoten, terwijl de op titanium gebaseerde elektrode is aangesloten op een verwarmde monsterhouder. De temperatuur is ingesteld op 60 graden om de verdamping van ethanol van het elektrodeoppervlak te versnellen.
Montage in een bipolaire plaatconfiguratie, in totaal 20 sets.
platinacoating op titaniumvilt
Microscopische afbeeldingen hieronder tonen gesinterde titaniumvezels bedekt met platina. De vezels aan de buitenzijde van het vilt kunnen de gehele coating afschermen, een effect dat wordt verklaard door de elektrische veldverdeling binnen de primaire cel (waar de werkelektrode zich tussen twee tegenelektroden bevindt en evenwijdig daaraan is). De coating is voldoende om de langdurige stabiele hechting van platina nanodeeltjes te garanderen. De volgende afbeelding toont microscopische foto's van platinadeeltjes die zijn afgezet op gegalvaniseerde titaniumvezels met behulp van een pulsplatingsproces.
