Διπολικά Πλάκες Τιτανίου για Ηλεκτρολύτες PEM

Όνομα Προϊόντος: Διπολική Πλάκα

Εφαρμογή: Παραγωγή υδρογόνου μέσω ηλεκτρόλυσης νερού, μπαταρίες νέας ενέργειας, κυψέλες καυσίμου παραγωγής υδρογόνου
Υλικό: Τιτάνιο, Ανοξείδωτο Ατσάλι, Χαλκός, Νικέλιο
Καθαρότητα Τιτανίου: 99.7%
Βαθμός: GR1 / GR2
Προδιαγραφή: Προσαρμοσμένο σύμφωνα με τα σχέδια
Μέθοδος Επεξεργασίας: CNC / Χάραξη

1. Διαδικασία Παραγωγής Διπολικών Πλακών Τιτανίου

Οι διπολικές πλάκες τιτανίου είναι απαραίτητα εξαρτήματα σε κυψέλες καυσίμου PEM και ηλεκτρολύτες νερού PEM. Είναι υπεύθυνες για τη διανομή αερίων/υγρών, τη διεξαγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και την υποστήριξη της διάταξης μεμβράνης-ηλεκτροδίου. Η διαδικασία παραγωγής περιλαμβάνει αρκετά βασικά βήματα:

1.1. Επιλογή Πρώτης Ύλης

• Υλικό: Εμπορικά καθαρό τιτάνιο (π.χ., Βαθμός 1 ή Βαθμός 2) ή κράματα τιτανίου.

• Πάχος: Τυπικά κυμαίνεται από 0,1 mm έως 1 mm ανάλογα με την εφαρμογή.

1.2. Προεπεξεργασία Επιφάνειας

• Αποξήρανση: Αφαιρεί τα στρώματα οξειδίου της επιφάνειας και τους ρύπους.

• Αμμοβολή ή Μηχανική Στίλβωση: Ενισχύει την τραχύτητα της επιφάνειας για καλύτερη πρόσφυση της επίστρωσης.

1.3. Διαμόρφωση Πεδίου Ροής

Τα κανάλια ροής έχουν σχεδιαστεί για τη διαχείριση της ροής αερίων ή υγρών. Οι κοινές μέθοδοι διαμόρφωσης περιλαμβάνουν:

(α) Σφράγιση

• Διαμόρφωση υψηλής ταχύτητας με τη χρήση καλουπιών ακριβείας.

• Κατάλληλο για μαζική παραγωγή.

• Απαιτεί ανθεκτικά και υψηλού κόστους καλούπια.

(β) Διαμόρφωση με Ρολό

• Τεχνική συνεχούς παραγωγής.

• Χρησιμοποιείται για απλούστερα ή ευθύγραμμα μοτίβα καναλιών.

(γ) Χημική Χάραξη

• Ακριβής σχεδίαση μέσω φωτολιθογραφίας και χάραξης με οξύ.

• Καλύτερο για σύνθετες ή λεπτές δομές.

• Υψηλότερο κόστος και περιλαμβάνει διαχείριση χημικών αποβλήτων.

(δ) Μηχανική κατεργασία με λέιζερ ή EDM

• Τεχνικές υψηλής ακρίβειας κατάλληλες για Ε&Α ή μικρές παρτίδες.

• Επιτρέπει πολύ λεπτές και προσαρμοσμένες δομές πεδίου ροής.

1.4. Συγκόλληση (Για Συναρμολόγηση)

Δύο σχεδιασμένα φύλλα τιτανίου μπορούν να συνδεθούν για να δημιουργήσουν μια σφραγισμένη διπολική πλάκα:

• Συγκόλληση με λέιζερ ή Σύνδεση με διάχυση: Εξασφαλίζει υψηλή απόδοση στεγανοποίησης και δομική ακεραιότητα.

1.5. Επεξεργασία Επίστρωσης Επιφάνειας

Το τιτάνιο τείνει να σχηματίζει ένα μη αγώγιμο στρώμα οξειδίου (TiO₂), το οποίο επηρεάζει την ηλεκτρική απόδοση. Εφαρμόζονται επιστρώσεις επιφανειών για τη βελτίωση της αγωγιμότητας και της αντοχής στη διάβρωση.

Τυπικοί Τύποι Επίστρωσης:

• Επιστρώσεις με βάση τον άνθρακα: Γραφένιο, νανοσωλήνες άνθρακα.

• Ευγενή Μέταλλα: Πλατίνα ή χρυσός (εξαιρετική αγωγιμότητα και αντοχή στη διάβρωση, αλλά δαπανηρά).

• Αγώγιμα Κεραμικά: Νιτρίδιο τιτανίου (TiN), νιτρίδιο νιοβίου (NbN).

1.6. Έλεγχος Ποιότητας

• Δοκιμή Στεγανότητας Αερίου: Για να εξασφαλιστεί η στεγανοποίηση.

• Δοκιμή Ηλεκτρικής Αγωγιμότητας

• Δοκιμή Αντοχής στη Διάβρωση

• Έλεγχος Ακρίβειας Διαστάσεων

2. Εφαρμογές Διπολικών Πλακών Τιτανίου

Οι διπολικές πλάκες τιτανίου χρησιμοποιούνται σε διάφορα ηλεκτροχημικά συστήματα, όπως:

2.1. Ηλεκτρολύτες νερού με μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων (PEMWE)

• Σκληρό όξινο περιβάλλον και συνθήκες υψηλής τάσης.

• Το τιτάνιο προσφέρει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και ανθεκτικότητα.

2.2. Κυψέλες καυσίμου PEM (PEMFC)

• Τα ελαφριά και ανθεκτικά στη διάβρωση χαρακτηριστικά είναι ιδανικά για φορητές, αυτοκινητοβιομηχανικές και αεροδιαστημικές εφαρμογές.

2.3. Ηλεκτρολυτικά Κύτταρα

• Χρησιμοποιούνται στη χημική επεξεργασία, την επεξεργασία νερού και την παραγωγή πράσινου υδρογόνου.

3. Πλεονεκτήματα των Διπολικών Πλακών Τιτανίου

4. Προκλήσεις

Ενώ οι διπολικές πλάκες τιτανίου έχουν πολλά πλεονεκτήματα, ορισμένες προκλήσεις περιλαμβάνουν:

• Υψηλό Κόστος Υλικού: Το τιτάνιο και οι επιστρώσεις του είναι ακριβά.

• Δυσκολία Επεξεργασίας: Το τιτάνιο είναι πιο δύσκολο να διαμορφωθεί και να υποστεί μηχανική κατεργασία από το ατσάλι.

• Η Αγωγιμότητα της Επιφάνειας Χρειάζεται Βελτιστοποίηση: Το φυσικό στρώμα οξειδίου απαιτεί αποτελεσματική επεξεργασία επιφάνειας για τη διατήρηση της αγωγιμότητας.