A titánszálas filc nemezszerű anyag, amely tiszta titánból vagy titánötvözet szálakból készül. Az ilyen típusú nemezanyagot jellemzően szintereléssel, préseléssel vagy más feldolgozási technikákkal állítják elő titánszálak felhasználásával. A titánszálas filc kiváló magas hőmérsékleti ellenállást és korrózióállóságot mutat, és széles körben alkalmazható olyan iparágakban, mint a hőtechnika, a repülőgépipar és a vegyipar. Jó hő- és elektromos vezetőképességgel, valamint bizonyos mechanikai szilárdsággal és stabilitással rendelkezik, így alkalmas olyan alkalmazásokra, mint a szigetelés, szűrés és adszorpció magas hőmérsékletű környezetben.
titánszálas filc anód gázdiffúziós réteg
A szinterezett titánszálas filc szubsztrátként szolgál a platina katalizátor leválasztásához. A felhasznált minta kör alakú, átmérője 30 mm, vastagsága 1 mm, porozitása meghaladja a 70%-ot. A konkrét kezelési lépések a következők:
Oxid film eltávolítása
A titán nemezt salétromsav és fluorsav alapú elektrolitsav oldatba merítették, amelynek pH-értéke szobahőmérsékleten 0,5. Ezután a filcre 2,5 V feszültséget kapcsoltak, ami a titán felület anódos feloldódását okozza.
Argon gáz tisztítás
Ionmentesített vízzel történő öblítést követően a titán munkadarab felületét argonban plazmakezelésnek vetik alá, hogy eltávolítsák a titán felületén maradó szennyeződéseket.
Galvanizálás
Folyamatos plazma fizikai tisztítási folyamatokat végeznek, majd további ionmentesített vízzel történő öblítést végeznek. A titánszálakat azonnal platinával vonják be elektrokémiai módszerrel argon környezetben. A paraméterek 8-as pH-értékre és 50 fokos hőmérsékletre vannak beállítva. A galvanizálási folyamatot 10 percig a referenciaelektródához képest állandó, -3,2 V katódfeszültség mellett végezzük. A galvanizálási folyamat során a titánelektródát elektromosan két összekapcsolt referenciaelektróda közé helyezik. A bekapcsolási idő 10 ezredmásodperc, a kikapcsolási idő pedig 56,7 ezredmásodperc, ami 15%-os munkaciklust eredményez minden ciklusban. A galvanizáló folyamat második részét további 10 percig ismételjük.
MEA közgyűlés
Az elektródát protonvezető ionomer oldattal impregnálták 5 tömeg%-os etanolban, majd platinával bevonták. Az oldatot airbrush segítségével öntöttük az elektródára, míg a titán alapú elektródát egy fűtött mintatartóhoz csatlakoztattuk. A hőmérsékletet 60 fokra állítjuk, hogy felgyorsítsuk az etanol elpárolgását az elektróda felületéről.
Összeszerelés bipoláris lemez konfigurációba, összesen 20 készlet.
platina bevonat titán filcen
Az alábbi mikroszkópos képek platinával bevont szinterezett titánszálakat mutatnak be. A nemez külső oldalán elhelyezkedő szálak leárnyékolhatják a teljes bevonatot, ami a primer cellán belüli elektromos téreloszlással magyarázható (ahol a munkaelektróda két ellenelektróda között helyezkedik el, és párhuzamos velük). A bevonat elegendő a platina nanorészecskék hosszú távú stabil tapadásának biztosításához. A következő képen platinarészecskék mikroszkopikus fotói láthatók, amelyeket galvanizált titánszálakra raktak le impulzusos bevonási eljárással.
