השימוש בפלטות טיטניום נקבוביות מצופות פלטינה או לבד טיטניום כשכבות דיפוזיית גז (GDLs) מונע בעיקר על ידי התנאים התובעניים במערכות אלקטרוכימיות כגון תאי דלק PEM, אלקטרוליזרי מים PEM והתקנים אלקטרוכימיים אחרים של מימן/חמצן.
היתרונות העיקריים של שימוש בפלטות טיטניום נקבוביות מצופות פלטינה או לבד טיטניום לשכבות דיפוזיה של גז הם כדלקמן:
1. עמידות גבוהה בפני קורוזיה
- טיטניום עמיד מאוד בפני קורוזיה בסביבות חומציות ומחמצנות, בניגוד ל-GDL פחמן קונבנציונלי שמתפרקים או מתחמצנים בפוטנציאל גבוה.
- זה הופך אותו למתאים לפעולה ארוכת טווח בתנאים קשים, במיוחד בצד האנודה של אלקטרוליצי PEM.
2. מבנה נקבובי יציב
- לוחות טיטניום נקבוביים או לבד מספקים רשת חזקה מכנית ומקושרת של נקבוביות.
- מבנה זה מאפשר פיזור גז אחיד, הסרת מים נוזליים/בועות גז יעיל ושומר על שלמות גם בהפרשי לחץ גבוהים.
3. תפקיד ציפוי פלטינה
- שיפור מוליכות: טיטניום חשוף יוצר שכבת תחמוצת פסיבית (TiO₂), המגבירה את עמידות הממשק. ציפוי פלטינה דק ממזער את ההתנגדות למגע.
- פעילות קטליטית: פלטינה מתפקדת כזרז אלקטרו, משפר את התפתחות המימן (HER), התפתחות החמצן (OER) והפחתת החמצן (ORR).
- עמידות: שכבת הפלטינה מגנה על מצע הטיטניום ומבטיחה ביצועים אלקטרוכימיים יציבים לאורך זמן.
4. יכולת עיבוד ואינטגרציה
- חומרי טיטניום נקבוביים ניתנים לחיתוך, לרתך או להרכיב ליחידות גדולות יותר, מה שהופך אותם לגמישים עבור עיצובי ערימה שונים.
- החוסן שלהם מאפשר אינטגרציה אמינה בערימות תאי דלק וגם בערימות אלקטרוליזה.
