制氢钛 单极板与 钛双极板结构差异极生产处理、导电性及表面处理要求
钛单极板与钛双极板,全名叫钛制氢单极板/钛制氢双极板。是制氢过程中常用的两种电极材料,其结构、性能及应用均有较大差别。下面将从各个方面对钛单极板和钛双极板进行细致的对比,并结合我们加工过程中了解到客户使用要求与特点进行说明。
1. 组织和作用
钛单极板:只有一个传导面,一般用作阳极。它的基本作用是催化产氢,供给氢燃料电池。钛基片电极材料 在电解水制氢过程中表现出优异的导电性与化学稳定性,可高效传输电子,且耐酸性、碱性等苛刻条件。
钛双极板:双面导体,能同时用作阴极和阳极。该方法的优点是能够构成一个封闭的循环,减小了电解时的阻力损失,从而改善了电解的效果。另外,钛片对氢气和氧气的贮存和与氢气的接触也起到了很大的作用。
2.导电性
钛单极板:高导电性,可减少电解时的阻力损失,改善电解效能。
钛双极板:因其具有两面传导的特性,因此可有效地构成一个有效的电路,减少了材料的阻力损失,改善了电解的效能。另外,由于钛片具有很高的催化活性,所以在电解时进行的更彻底。
3.抗腐蚀性
钛单极板:抗腐蚀性强,可在酸性和碱性等苛刻条件下长期工作,提高了焊条的使用寿命。
钛双极板:抗侵蚀能力强,但易在其表层生成钝化膜,在增强其抗腐蚀性的同时,也使其与基体的接触阻力增大。为了提高钛基双极板的导电性能,必须对其进行表面修饰(如涂层、氮化等)。
4. 处理和生产
钛单极板:有数控加工中心,蚀刻机,冲床等多种加工方法,适合各种规格的钢板。
钛双极板:加工方法也有数控加工中心,蚀刻机,冲床等,但是更加重视对材料的加工,降低材料的拉伸不均匀性。另外,为了保证电极材料的机械强度及表面质量,在制备过程中还需进行冷轧和热处理。
5. 适用范围
钛单极板:主要用于电解池,污水治理,电解法生产铜箔,钢板电镀等。钛双极板:用于氢燃料电池,氢气电极,汽车电源等。钛基双电极具有良好的力学性能和抗腐蚀性能,是 PEMFC的核心元件。
6. 表面修饰工艺
钛单极板:为改善其导电疏水性,一般镀铂或镀金。
钛双极板:表面修饰工艺较多,主要有电镀,化学镀,物理气相淀积,化学汽相淀积,水热法等。等离子体辅助 CVD (PECVD)技术能够显著地降低薄膜的生长温度,提高薄膜的致密程度。
7.绩效比较
导电性能:因其具有两个方向的传导特性,所以具有比钛片更好的导电性 能。
抗腐蚀性能:钛极片具有良好的抗腐蚀性能,但是其表面易生成钝化膜,降低了材料的电导率。
电解效能:由于钛片的结构上的优点,所以在生产上更有效率。
价格:虽然钛片的价格比较昂贵,但是它的性价比让它在高档市场有很大的竞争。
8. 今后的动向
钛单极板:为了改善钛极片的使用寿命,我们需要对钛片的制作及表面处理进行进一步的改进,以达到改善钛片的使用效果,并减少生产的费用。
钛双极板:改善其导电、抗腐蚀性能,发展更加有效的材料表面修饰方法是今后研究的重点。另外,钛基双电极材料在新能源汽车和便携式电源等方面有很大的发展潜力。
钛单极板和钛双极板在结构、性能及应用方面都具有各自的优点,根据使用要求和使用情况,选用适当的材料是必要的。随著科技的进步,钛电极板将会被更多地用于氢气及氢气的电解池。
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