Dlaczego warto wybrać filc tytanowy do warstwy dyfuzyjnej ciecz/gaz (LGDL)

Obecnie, w PEMEC, warstwa dyfuzyjna cieczy/gazu (LGDL) z tytanowego filcu znajduje się pomiędzy warstwą katalizatora (CL) a warstwą zbierającą prąd z polem przepływu. Zadaniem tytanowego filcu LGDL jest transport elektronów, ciepła oraz reagentów/produktów do i z CL przy minimalnych stratach prądowych, termicznych i płynowych.

The titanium felt liquid/gas diffusion layer (LGDL) is located between the catalyst layer (CL) and the current distributor, which also acts as the flow field.

Ze względu na wysokie napięcie i silnie utleniające środowisko elektrody anodowej, materiały oparte na węglu są zwykle stosowane w LGDL w PEMFC. Takie jak grafitowe płytki bipolarne, papier węglowy i tkanina węglowa. Są one jednak nieodpowiednie dla anody LGDL, ze względu na wysoki potencjał anodowy, który występuje podczas operacji elektrolizy.

Consequently,filc tytanowy creates a highly oxidative environment, which corrodes the carbon and results in poor interfacial contacts. Then, the efficiency of the PEM fuel cell will decrease.

Aby rozwiązać ten problem, należy zastosować materiały o wysokiej odporności na korozję. Filc tytanowy cieszy się dużym zainteresowaniem jako bardzo obiecujący materiał dla PEMEC ze względu na jego wysoką odporność na korozję przy wysokim dodatnim nadpotencjale, nawet w silnie kwaśnych i wilgotnych warunkach.

Ponadto, tytanowy filc włóknisty zapewnia wysoką przewodność cieplną/elektryczną i doskonałe właściwości mechaniczne. Dlatego też tytan jest uważany za jeden z najlepszych materiałów do produkcji tytanowego filcu LGDL stosowanego w ogniwie paliwowym PEM do produkcji wodoru.

References(for titanium felt)

1.Ayers, K. E., Dalton, L. T., and Anderson, E. B. "Efficient Generation of High Energy Density Fuel from Water", 2012, pp. 27-38.
2.Carmo, M., Fritz, D. L., Merge, J., and Stolten, D. "A comprehensive review on PEM water electrolysis," International Journal of Hydrogen Energy Vol. 38, No. 12, 2013, pp. 4901-4934.
3.Zhang, H. C., Lin, G. X., and Chen, J. C. "Evaluation and calculation on the efficiency of a water electrolysis system for hydrogen production," International Journal of Hydrogen Energy Vol. 35, No. 20, 2010, pp. 10851-10858.