El recubrimiento de una capa de recubrimiento conductor y resistente a la corrosión en la superficie del titanio puede evitar eficazmente la formación de película de óxido en la superficie de la placa bipolar de titanio y cumplir con los requisitos de rendimiento de la placa. además de la resistencia a la corrosión y la excelente conductividad eléctrica, el recubrimiento también necesita una buena resistencia de unión con la matriz. al mismo tiempo, debido a que la temperatura de PEMFC cambiará a temperatura ambiente y alrededor de 80 C, es necesario que el recubrimiento y el material de la matriz tengan coeficientes de expansión térmica similares para evitar la delaminación y las grietas en el proceso de cambio de temperatura, perdiendo así la protección del material.
Los recubrimientos de uso común se clasifican en dos categorías: recubrimientos a base de metal (metales nobles, metal-carbono / nitruro) y recubrimientos a base de carbono (grafito, polímeros conductores, carbono amorfo, etc.).
Parámetros de rendimiento de diferentes placas bipolares de titanio recubiertas
Como parte importante de la pila de combustible de hidrógeno, la placa bipolar juega un papel decisivo en el rendimiento, el costo y la durabilidad de la celda. el costo y la durabilidad son dos cuestiones importantes que restringen la comercialización de pilas de combustible de hidrógeno. El costo de las placas bipolares depende en cierta medida del material de las placas, el procesamiento del campo de flujo y el proceso de preparación del recubrimiento de la placa.
Los compuestos de grafito y matriz de carbono ya no pueden cumplir con los requisitos de rendimiento de la pila de combustible de hidrógeno. Los materiales metálicos se han convertido en los materiales principales para las placas bipolares del combustible de hidrógeno cell.in además, la alta potencia siempre ha sido el objetivo de las pilas de combustible de hidrógeno. el titanio y las aleaciones de titanio en materiales metálicos tienen baja densidad y alta resistencia específica. Tienen una excelente resistencia a la corrosión en las pilas de combustible de hidrógeno y pueden reducir significativamente el peso y el volumen de las placas bipolares, lo que mejora significativamente la masa y la potencia específica del volumen de la batería. además, los productos de corrosión producidos por el titanio y las aleaciones de titanio durante la operación de servicio a largo plazo son menos tóxicos para el modo de intercambio de protones y los catalizadores, lo que es propicio para mejorar la estabilidad y la durabilidad del funcionamiento de la batería.
Los recubrimientos metálicos de carbono / nitruro y carbono amorfo preparados en la superficie de las placas bipolares de titanio tienen propiedades integrales superiores y tienen un alto valor de investigación y aplicación. Sin embargo, estos recubrimientos son propensos a defectos estenopeicos. Por lo tanto, los principales objetivos de la investigación actual son mejorar la compacidad de los recubrimientos, la resistencia a la unión de la matriz de película y la conductividad superficial de los recubrimientos. Además, el recubrimiento debe ser hidrófobo para facilitar la descarga de agua generada por la reacción.
Para cumplir con estas propiedades integrales, se presentan requisitos más altos para el diseño estructural y la composición del revestimiento. El compuesto y la nanoestructura del recubrimiento pueden mejorar la compacidad, la resistencia a la corrosión y la conductividad del recubrimiento hasta cierto punto y mejorar la estabilidad y confiabilidad del servicio de la placa de titanio, que es la principal dirección de desarrollo en el futuro.
