De titanium composietplaat van TOPTITECH combineert een geëxpandeerd titanium gaas (expanded mesh) met een gesinterde titanium vezelviltlaag via een sinterproces. Dit vormt een monolithische poreuze transportelektrode (PTE) voor PEM-brandstofcellen en -elektrolysers. Het titanium vezelvilt (kwaliteit 1, vezeldiameter 10–20 µm) heeft een porositeit van 50–80% met een driedimensionale netwerkstructuur, terwijl het geëxpandeerde titanium gaas continue geleidende paden en structurele ondersteuning biedt. Deze composiet elimineert de interfacecontactweerstand die gebruikelijk is bij gelaagde constructies, met een soortelijke weerstand lager dan 5 mΩ·cm². De tweelaagse architectuur maakt een gegradeerde poriënverdeling mogelijk: de viltlaag (0,1–1,0 mm dik) optimaliseert het gas-vloeistof transport bij de katalysatorlaag, terwijl de gaasbasis (0,1–1,0 mm dik, diamantvormige openingen) zorgt voor een gelijkmatige verdeling van reactanten en snelle waterafvoer.

Deze composietplaat fungeert als gasdiffusielaag (GDL) en stroomcollector in protonuitwisselingsmembraanbrandstofcellen (PEMFC), ter vervanging van conventionele koolstofgebaseerde GDL's om corrosiegerelateerde prestatieverlies te elimineren. Het titaniumsubstraat vertoont uitzonderlijke corrosiebestendigheid (passieve oxidelaag stabiel bij pH 1–9, 60–80°C) en hoge specifieke sterkte (specifieke modulus 25 MN·m/kg). Een hydrofobe behandeling met 3–5 gew.% PTFE-coating creëert dubbele bevochtigingskanalen: hydrofiele paden zorgen voor capillaire waterafvoer vanuit de katalysatorlaag, terwijl hydrofobe poriën een ononderbroken diffusie van zuurstof/waterstof mogelijk maken, waardoor overstroming zelfs bij hoge stroomdichtheden (>1,0 A/cm²) wordt voorkomen. De gesinterde vezel-matrixcomposiet ondersteunt ook de directe aanbrenging van MMO-coatings (iridium/platina via elektroplateren of PVD) voor unitized regenerative fuel cell (URFC)-toepassingen.

Productenspecificaties

Materiaal: GR1 titanium expanded mesh + GR1 titanium vezelvilt

Diameter: 95 mm

Dikte: 1,5 mm en 2,0 mm (andere diktes op maat mogelijk)

Techniek: Sinteren

Productkenmerken

Gegradeerde poriënarchitectuur – De composietplaat biedt een tweelaagse poriënstructuur: een viltlaag (0,1–1,0 mm) voor massaoverdracht bij de katalysatorinterface en een geëxpandeerde gaasbasis (0,1–1,0 mm, diamantopeningen) voor bulkreactantverdeling, waardoor afzonderlijke GDL- en stromingsveldcomponenten overbodig zijn.

Ultralage interfacecontactweerstand – Vacuümdiffusieverbinding zorgt voor monolithische integratie zonder lijm of compressieverbindingen, met een soortelijke weerstand <5 mΩ·cm², beter dan koolstofpapier-GDL's of mechanisch gestapelde Ti-vilt/mesh-assemblies.

Hoge specifieke sterkte en lichtgewicht ontwerp – De specifieke modulus van titanium (25 MN·m/kg) in combinatie met de geëxpandeerde mesh-geometrie leidt tot een oppervlaktedichtheid <500 g/m², geschikt voor gewichtsgevoelige brandstofcelstacks in de lucht- en ruimtevaart en draagbare stroomtoepassingen.

Oppervlaktebehandeling met dubbele bevochtigbaarheid – Een hydrofobe PTFE-coating (3–5 gew.%) creëert onafhankelijke hydrofiele (waterafvoer) en hydrofobe (gasdiffusie) kanalen op dezelfde plaat, waardoor overstroming bij stroomdichtheden >1,0 A/cm² wordt verminderd.

Compatibiliteit met MMO-coatings – Directe aanbrenging van iridium- of platinakatalysatorlagen via elektroplateren of PVD op de viltzijde transformeert de plaat in een URFC-elektrode, geschikt voor zowel elektrolyse- als brandstofcelmodi.

Thermische en mechanische stabiliteit – De gesinterde vezel-matrixcomposiet is bestand tegen continue werking bij 300°C zonder delaminatie of kruip, en behoudt porositeit en permeabiliteit onder druklasten tot 2 MPa.

Toepassingen

Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC) – De plaat fungeert als gasdiffusielaag en stroomcollector in autobrandstofcelstacks (platforms zoals Toyota Mirai, Hyundai Nexo), ter vervanging van koolstofgebaseerde GDL's om corrosiegerelateerd prestatieverlies onder start-stopcycli en vochtige zure omstandigheden (pH 3–5, 80°C) te voorkomen.

PEM-elektrolysers voor groene waterstofproductie – Dient als anodische poreuze transportlaag (PTL) in hogedrukwaterstofelektrolysesystemen (30–80 bar), waardoor zuurstofevolutie (OER) kan vrijkomen terwijl elektrisch contact met het katalysatorcoated membraan (CCM) behouden blijft. Het titaniumsubstraat is bestand tegen anodische potentialen tot 2,0 V t.o.v. RHE zonder passivering.

Unitized Regenerative Fuel Cells (URFC) – Toegepast in ruimtevaartenergiesystemen (NASA, ESA) en off-grid energieopslag, waarbij dezelfde plaat afwisselend werkt als brandstofcelkathode (zuurstofreductie) en elektrolyseanode (zuurstofevolutie). Met MMO gecoate versies (IrO₂/RuO₂/Pt) ondersteunen bidirectionele werking met een round-trip rendement >50%.

Direct Methanol Fuel Cells (DMFC) – Gebruikt in draagbare elektronica en militaire batterijladers (1–100 W), met corrosiebestendigheid tegen methanoloverdracht en mierenzuur bijproducten. De hydrofobe PTFE-behandelde viltlaag voorkomt methanoloverstroming bij de kathode.

Hogetemperatuur-PEMFC (HT-PEMFC) – Geïntegreerd met PBI-gebaseerde membranen (120–180°C) behoudt de titanium composietplaat zijn mechanische integriteit en corrosiebestendigheid onder watervrije of vochtarme omstandigheden, waardoor watermanagementproblemen worden geëlimineerd.

Alkaline Water Electrolyzers (AWE) – Toegepast als poreuze transportelektrode (PTE) aan de met nikkelgaas versterkte zijde, waardoor ohmse verliezen in geconcentreerde KOH-oplossing (25–30 gew.%, 70–90°C) worden verminderd. De titanium samenstelling biedt een lager risico op waterstofbrosheid vergeleken met puur nikkel onder dynamische bedrijfsomstandigheden.

Neem contact met ons op

Telefoon: 0917-3873009

Telefoon: +86 18992731201

E -mail:zhangjixia@bjygti.com

Fax: 0917-3873009

Adres: No. 195, Gaoxin Avenue, Hightech Development Zone, Baoji City, Shaanxi, China

WhatsApp: +86 18992731201

Populaire tags: TOPTITECH's Titanium Mesh-Felt Composietplaat Voor Brandstofcellen,Microporeuze filtercomponenten en microporeuze filterelementen