يمكن لطلاء طبقة من الطلاء الموصّل والمقاوم للتآكل على سطح التيتانيوم أن يتجنب بشكل فعال تشكيل فيلم أكسيد على سطح لوحة التيتانيوم ثنائي القطب ويلبي متطلبات أداء اللوحة. إلى جانب مقاومة التآكل والتوصيل الكهربائي الممتاز ، يحتاج الطلاء أيضًا إلى قوة ربط جيدة مع المصفوفة. في الوقت نفسه ، نظرًا لأن درجة حرارة PEMFC ستتغير عند درجة حرارة الغرفة وحوالي 80 درجة مئوية ، فمن الضروري أن يكون للمادة المطلية والمصفوفة معاملات تمدد حراري متشابهة لتجنب التشويش والتشققات في عملية تغير درجة الحرارة ، وبالتالي فقدان الحماية من المواد.
تصنف الطلاءات الشائعة الاستخدام إلى فئتين: الطلاءات ذات الأساس المعدني (المعادن النبيلة ، والكربون المعدني / النيتريد) والطلاءات القائمة على الكربون (الجرافيت ، والبوليمرات الموصلة ، والكربون غير المتبلور ، وما إلى ذلك).
معلمات الأداء لألواح التيتانيوم ثنائية القطب المختلفة المطلية
كجزء مهم من خلية وقود الهيدروجين ، تلعب الصفيحة ثنائية القطب دورًا حاسمًا في أداء الخلية وتكلفتها ومتانتها. التكلفة والمتانة هما قضيتان مهمتان تقيدان تسويق خلايا وقود الهيدروجين. تعتمد تكلفة الألواح ثنائية القطب إلى حد ما على مادة الألواح ومعالجة مجال التدفق وعملية تحضير طلاء الألواح.
لم تعد مركبات مصفوفة الجرافيت والكربون قادرة على تلبية متطلبات أداء خلية وقود الهيدروجين. أصبحت المواد المعدنية هي المواد الرئيسية للصفائح ثنائية القطب لخلية وقود الهيدروجين ، بالإضافة إلى أن الطاقة العالية كانت دائمًا هدف خلايا وقود الهيدروجين. سبائك التيتانيوم والتيتانيوم في المواد المعدنية لها كثافة منخفضة وقوة نوعية عالية. تتميز بمقاومة ممتازة للتآكل في خلايا وقود الهيدروجين ويمكن أن تقلل بشكل كبير من وزن وحجم الصفائح ثنائية القطب ، مما يحسن بشكل كبير من كتلة وحجم الطاقة المحددة للبطارية. علاوة على ذلك ، فإن منتجات التآكل التي تنتجها سبائك التيتانيوم والتيتانيوم أثناء تشغيل الخدمة على المدى الطويل تكون أقل سمية لوضع تبادل البروتونات والمحفزات ، مما يؤدي إلى تحسين استقرار ومتانة تشغيل البطارية.
تتميز الطلاءات المعدنية بالكربون / النيتريد والكربون غير المتبلور المحضرة على سطح ألواح التيتانيوم ثنائية القطب بخصائص شاملة فائقة ولها قيمة بحثية وتطبيق عالية. ومع ذلك ، فإن هذه الطلاءات عرضة لعيوب الثقب. لذلك ، تتمثل الأهداف الرئيسية للبحث الحالي في تحسين انضغاط الطلاء ، وقوة الترابط لمصفوفة الفيلم ، والتوصيل السطحي للطلاء. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يكون الطلاء كارهًا للماء لتسهيل تصريف المياه الناتجة عن التفاعل.
لتلبية هذه الخصائص الشاملة ، تم طرح متطلبات أعلى للتصميم الهيكلي وتكوين الطلاء. يمكن أن يحسن الهيكل المركب والنانو للطلاء من انضغاط الطلاء ومقاومة التآكل وموصلية الطلاء إلى حد معين ويعزز استقرار الخدمة وموثوقية لوحة التيتانيوم ، وهو اتجاه التطوير الرئيسي في المستقبل.
