Le revêtement d’une couche de revêtement conducteur et résistant à la corrosion à la surface du titane peut efficacement éviter la formation d’un film d’oxyde à la surface de la plaque bipolaire en titane et répondre aux exigences de performance de la plaque. Outre la résistance à la corrosion et l’excellente conductivité électrique, le revêtement a également besoin d’une bonne résistance de liaison avec la matrice. dans le même temps, comme la température du PEMFC changera à température ambiante et autour de 80 ° C, il est nécessaire que le revêtement et le matériau de matrice aient des coefficients de dilatation thermique similaires pour éviter le délaminage et les fissures dans le processus de changement de température, perdant ainsi la protection du matériau.
Les revêtements couramment utilisés sont classés en deux catégories : les revêtements à base de métal (métaux nobles, métal-carbone/nitrure) et les revêtements à base de carbone (graphite, polymères conducteurs, carbone amorphe, etc.).
Paramètres de performance de différentes plaques bipolaires en titane revêtues
En tant que partie importante de la pile à combustible à hydrogène, la plaque bipolaire joue un rôle décisif dans la performance, le coût et la durabilité de la cellule. le coût et la durabilité sont deux questions importantes qui limitent la commercialisation des piles à combustible à hydrogène. Le coût des plaques bipolaires dépend dans une certaine mesure du matériau des plaques, du traitement du champ d’écoulement et du processus de préparation du revêtement des plaques.
Les composites à matrice de graphite et de carbone ne peuvent plus répondre aux exigences de performance de la pile à combustible à hydrogène. Les matériaux métalliques sont devenus les matériaux courants pour les plaques bipolaires du carburant hydrogène cell.in outre, la haute puissance a toujours été l’objectif des piles à combustible à hydrogène. le titane et les alliages de titane dans les matériaux métalliques ont une faible densité et une résistance spécifique élevée. Ils ont une excellente résistance à la corrosion dans les piles à combustible à hydrogène et peuvent réduire considérablement le poids et le volume des plaques bipolaires, ce qui améliore considérablement la masse et le volume de la puissance spécifique de la batterie. de plus, les produits de corrosion produits par le titane et les alliages de titane pendant le fonctionnement à long terme du service sont moins toxiques pour le mode d’échange de protons et les catalyseurs, ce qui est propice à l’amélioration de la stabilité et de la durabilité du fonctionnement de la batterie.
Les revêtements métalliques en carbone/nitrure et en carbone amorphe préparés à la surface des plaques bipolaires en titane ont des propriétés complètes supérieures et ont une valeur de recherche et d’application élevée. Cependant, ces revêtements sont sujets aux défauts de sténopé. Par conséquent, les principaux objectifs de la recherche actuelle sont d’améliorer la compacité des revêtements, la force de liaison de la matrice de film et la conductivité de surface des revêtements. De plus, le revêtement doit être hydrophobe pour faciliter l’évacuation de l’eau générée par la réaction.
Pour répondre à ces propriétés complètes, des exigences plus élevées sont proposées pour la conception structurelle et la composition du revêtement. la structure composite et nanostructurée du revêtement peut améliorer la compacité, la résistance à la corrosion et la conductivité du revêtement dans une certaine mesure et améliorer la stabilité du service et la fiabilité de la plaque de titane, qui est la principale direction de développement à l’avenir.
