Powlekanie warstwą przewodzącej i odpornej na korozję powłoki na powierzchni tytanu może skutecznie uniknąć tworzenia filmu tlenkowego na powierzchni dwubiegunowej płyty tytanowej i spełnić wymagania dotyczące wydajności płyty. Oprócz odporności na korozję i doskonałej przewodności elektrycznej, powłoka wymaga również dobrej siły wiązania z osnową. jednocześnie, ponieważ temperatura PEMFC będzie się zmieniać w temperaturze pokojowej i około 80 C, konieczne jest, aby powłoka i materiał osnowy miały zbliżone współczynniki rozszerzalności cieplnej, aby uniknąć rozwarstwień i pęknięć w procesie zmiany temperatury, a tym samym utraty ochrony materiału.
Powszechnie stosowane powłoki dzielą się na dwie kategorie: powłoki na bazie metali (metale szlachetne, metal-węgiel/azotek) oraz powłoki na bazie węgla (grafit, polimery przewodzące, węgiel amorficzny itp.).
Parametry wydajności różnych powlekanych tytanowych płyt bipolarnych
Jako ważna część wodorowego ogniwa paliwowego, dwubiegunowa płyta odgrywa decydującą rolę w wydajności, kosztach i trwałości ogniwa. koszt i trwałość to dwie ważne kwestie ograniczające komercjalizację wodorowych ogniw paliwowych. Koszt płyt bipolarnych zależy w pewnym stopniu od materiału płyt, obróbki pola przepływowego i procesu przygotowania powłoki płyty.
Kompozyty z osnową grafitową i węglową nie spełniają już wymagań wydajnościowych wodorowych ogniw paliwowych. Materiały metalowe stały się głównym nurtem materiałów na dwubiegunowe płyty wodorowego ogniwa paliwowego. Ponadto wysoka moc zawsze była celem wodorowych ogniw paliwowych. tytan i stopy tytanu w materiałach metalowych mają niską gęstość i wysoką wytrzymałość właściwą. Mają doskonałą odporność na korozję w wodorowych ogniwach paliwowych i mogą znacznie zmniejszyć masę i objętość płytek dwubiegunowych, co znacznie poprawia moc właściwą masowo i objętościowo akumulatora. ponadto produkty korozji wytwarzane przez tytan i stopy tytanu podczas długotrwałej eksploatacji są mniej toksyczne dla trybu wymiany protonów i katalizatorów, co sprzyja poprawie stabilności i trwałości pracy baterii.
Powłoki metalo-węglowo-azotkowe i amorficzne powłoki węglowe przygotowane na powierzchni dwubiegunowych płyt tytanowych mają doskonałe wszechstronne właściwości i mają wysoką wartość badawczą i aplikacyjną. Jednak powłoki te są podatne na defekty otworkowe. Dlatego głównymi celami obecnych badań są poprawa zwartości powłok, siły wiązania matrycy folii oraz przewodności powierzchniowej powłok. Ponadto powłoka powinna być hydrofobowa, aby ułatwić odprowadzanie wody powstałej w wyniku reakcji.
Aby spełnić te wszechstronne właściwości, stawia się wyższe wymagania dotyczące projektu konstrukcyjnego i składu powłoki. kompozyt i nanostruktura powłoki może w pewnym stopniu poprawić zwartość, odporność na korozję i przewodność powłoki oraz zwiększyć stabilność użytkowania i niezawodność płyty tytanowej, co jest głównym kierunkiem rozwoju w przyszłości.
