إن استخدام ألواح التيتانيوم المسامية المطلية بالبلاتين أو لباد التيتانيوم كطبقات نشر الغاز (GDLs) يكون مدفوعًا بشكل أساسي بالظروف الصعبة في الأنظمة الكهروكيميائية مثل خلايا الوقود PEM، والمحللات الكهربائية للمياه PEM، وغيرها من الأجهزة الكهروكيميائية للهيدروجين / الأكسجين.
المزايا الرئيسية لاستخدام ألواح التيتانيوم المسامية المطلية بالبلاتين أو لباد التيتانيوم لطبقات انتشار الغاز هي كما يلي:
1. مقاومة فائقة للتآكل
- يتمتع التيتانيوم بمقاومة عالية للتآكل في البيئات الحمضية والمؤكسدة، على عكس GDLs الكربونية التقليدية التي تتحلل أو تتأكسد في ظل إمكانات عالية.
- وهذا يجعله مناسبًا للتشغيل طويل الأمد في الظروف القاسية، خاصة على جانب الأنود من المحللات الكهربية PEM.
2. هيكل مسامي مستقر
- توفر صفائح أو لبادات التيتانيوم المسامية شبكة من المسام قوية ميكانيكيًا ومترابطة.
- يسمح هذا الهيكل بانتشار الغاز بشكل موحد، وإزالة فقاعات الماء/الغاز السائل بكفاءة، ويحافظ على السلامة حتى في ظل فروق الضغط العالي.
3. دور طلاء البلاتين
- تحسين الموصلية: يشكل التيتانيوم العاري طبقة أكسيد سلبية (TiO₂)، مما يزيد من المقاومة البينية. طبقة رقيقة من البلاتين تقلل من مقاومة التلامس.
- النشاط التحفيزي: يعمل البلاتين كمحفز كهربائي، مما يعزز تفاعلات تطور الهيدروجين (HER)، وتطور الأكسجين (OER)، وتفاعلات اختزال الأكسجين (ORR).
- المتانة: تحمي الطبقة البلاتينية ركيزة التيتانيوم وتضمن أداءً كهروكيميائيًا مستقرًا بمرور الوقت.
4. قابلية المعالجة والتكامل
- يمكن قطع مواد التيتانيوم المسامية، أو لحامها، أو تجميعها في وحدات أكبر، مما يجعلها مرنة لتصميمات الأكوام المختلفة.
- تتيح قوتها التكامل الموثوق به في كل من مجموعات خلايا الوقود ومجموعات المحلل الكهربائي.
