Phủ một lớp sơn chống ăn mòn dẫn điện lên bề mặt titan có thể tránh hiệu quả sự hình thành màng oxit trên bề mặt của tấm lưỡng cực titan và đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất của tấm điện cực.Ngoài khả năng chống ăn mòn và khả năng dẫn điện tuyệt vời, lớp phủ cũng cần có độ bền liên kết tốt với lớp nền.Đồng thời, vì nhiệt độ của PEMFC sẽ thay đổi giữa nhiệt độ phòng và 80 ° C, nên lớp phủ và vật liệu nền cần có hệ số giãn nở nhiệt tương tự nhau.Để tránh sự tách lớp và nứt lớp phủ trong quá trình thay đổi nhiệt độ sẽ làm mất đi lớp bảo vệ của vật liệu.
Lớp phủ thường được sử dụng chủ yếu được chia thành 2 loại, đó là lớp phủ gốc kim loại (kim loại quý, kim loại carbon / nitride) và lớp phủ gốc carbon (graphit, polyme dẫn điện, carbon vô định hình, v.v.).
Thông số hiệu suất của tấm lưỡng cực titan với các lớp phủ khác nhau
Là một phần quan trọng của pin nhiên liệu hydro, các tấm lưỡng cực đóng vai trò quyết định đến hiệu suất, giá thành và độ bền của pin.Hai vấn đề quan trọng hiện đang hạn chế việc thương mại hóa pin nhiên liệu hydro là chi phí và độ bền, và giá thành của tấm lưỡng cực được xác định ở một mức độ nhất định bởi vật liệu điện cực, quá trình xử lý trường dòng và quá trình chuẩn bị lớp phủ điện cực.
Các vật liệu composite dựa trên than chì và carbon không còn có thể đáp ứng các yêu cầu của pin nhiên liệu hydro về mặt hiệu suất, và vật liệu kim loại hiện đã trở thành vật liệu chính cho các tấm lưỡng cực của pin nhiên liệu hydro.Ngoài ra, công suất cao luôn là mục tiêu theo đuổi của pin nhiên liệu hydro.Titan và hợp kim titan trong vật liệu kim loại có mật độ thấp và độ bền riêng cao, và có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong pin nhiên liệu hydro, có thể làm giảm đáng kể trọng lượng và thể tích của các tấm lưỡng cực.Công suất riêng khối lượng và công suất riêng khối lượng của pin được cải thiện đáng kể và các sản phẩm ăn mòn được tạo ra bởi titan và hợp kim titan trong quá trình hoạt động lâu dài ít độc hại hơn đối với các chế độ trao đổi proton và chất xúc tác, có lợi cho việc cải thiện độ ổn định và độ bền của hoạt động của pin.
Các lớp phủ carbon / nitride kim loại và carbon vô định hình được chuẩn bị trên bề mặt của tấm lưỡng cực titan có các đặc tính toàn diện tuyệt vời và có giá trị nghiên cứu và ứng dụng cao.Tuy nhiên, các lớp phủ này dễ bị lỗi lỗ kim, vì vậy mục tiêu chính của nghiên cứu hiện tại là cải thiện độ chặt lớp phủ, độ bền liên kết gốc màng và độ dẫn điện bề mặt lớp phủ.Ngoài ra, lớp phủ cần có tính kỵ nước tốt để tạo điều kiện xả nước do phản ứng tạo ra.
Để đáp ứng các đặc tính toàn diện này, các yêu cầu cao hơn được đặt ra đối với thiết kế cấu trúc và thành phần tổ chức của lớp phủ.Cấu trúc hỗn hợp và nano của cấu trúc lớp phủ có thể cải thiện mật độ, khả năng chống ăn mòn và độ dẫn điện của lớp phủ ở một mức độ nhất định, đồng thời nâng cao độ ổn định và độ tin cậy của tấm titan, đây là hướng phát triển chính trong tương lai.