Titanium Felt, порестичен, силно проводим и устойчив на корозия материал, се е превърнал в критичен компонент в съвременните електролизерни системи, той играе основна роля за осигуряването на мащабируемо производство на зелен водород. Тъй като индустриите се насочват към решения за зелена енергия като производството на водород, търсенето на трайни и ефективни електролизерни материали се повиши, което прави много важно да се разбере ролята на титан, усетен в електролизера.
Основни принципи на титан, усетен в електролизерите
Електролизаторите използват електрохимичен процес за отделяне на водата (H2O) във водород (H₂) и кислород (O₂). Титанът филц служи като газов дифузионен слой (GDL) или субстрат на електрода поради своите уникални свойства:
Пореста структура
Мрежата от взаимосвързани влакна на Titanium Felt създава пътеки с висока повърхностна площ за:
Дифузия на газ : Ефективен транспорт на H₂ и O₂ далеч от реакционните места.
Течно проникване: равномерно разпределение на електролитите (напр. KOH в алкални системи) или вода (в PEM системи).
Тази структура предотвратява запушването на газовите мехурчета, осигурявайки непрекъснати реакции.
Електрическа проводимост
Бързото транспортиране на електрон между катализаторния слой и настоящия колектор е възможен чрез ниско съпротивление на титана.
Това свежда до минимум енергийните загуби и подобрява ефективността на електролизера.
Електрохимична стабилност
Титанът образува пасивен оксиден слой (Tio₂) в корозивна среда, предпазвайки го от разграждане в:
Кисели PEM електролизатори.
Алкални електролизатори.
Високотемпературни твърди оксидни електролизатори.
Поддръжка на катализатор
Грубата повърхност на Titanium Felt осигурява места за закрепване на катализатори (напр. Иридий, платина).
Подобрява използването на катализатора и дълголетието чрез предотвратяване на откъсване по време на еволюцията на газа.
Ключови функционални роли на титаниев филц
1. Газов дифузионен слой (GDL)
В Proton Exchange Membrane (PEM) Electrolyzers, титанът усеща, че е GDL, разположен между мембраната, покрита с катализатор (CCM) и биполярната плоча. Ролите му включват:
Газов транспорт: насочва H₂ (катод) и O₂ (анод) далеч от катализатора, за да се предотврати блокирането на активни места.
Управление на водата: Позволява на водата да достигне до катализаторния слой за непрекъснато разделяне, докато се изхвърля излишък, за да се избегне наводнение.
2. Субстрат на електрод
В Alcaline и PEM системи , титанът филц служи като гръбнак за електроди:
Текущо разпределение: Разпределя равномерно електрическия ток в катализаторния слой, предотвратявайки горещи точки.
Механична поддръжка: Поддържа структурна цялост при условия на високо налягане (напр. 30–70 бара в PEM системи).
3. Устойчива на корозия бариера
В chlor-Alkali Electrolyzers (произвеждайки хлор и NaOH), титанът се чувстваше издържал:
Богати на хлор среда при анода.
Каустик Сода (NaOH) в катода.
Това елиминира деградацията на материала, наблюдавана в традиционните стоманени или никелови мрежи.
4. Термично управление
Високата топлинна проводимост на титан помага при разсейване на топлина, произведена по време на работа с висока точност.
Предотвратява прегряване, което може да изкриви компоненти или да намали активността на катализатора.
