Gaz difüzyon katmanları (GDL'ler) olarak platin kaplı gözenekli titanyum plakaların veya titanyum keçelerin kullanılması, esas olarak PEM yakıt hücreleri, PEM su elektrolizörleri ve diğer hidrojen/oksijen elektrokimyasal cihazlar gibi elektrokimyasal sistemlerdeki zorlu koşullar nedeniyle gerçekleştirilir.
Gaz difüzyon katmanları için platin kaplı gözenekli titanyum plakalar veya titanyum keçe kullanmanın başlıca avantajları şunlardır:
1. Üstün korozyon direnci
- Titanyum, yüksek potansiyel altında bozunan veya oksitlenen geleneksel karbon GDL'lerin aksine, asidik ve oksitleyici ortamlarda korozyona karşı oldukça dayanıklıdır.
- Bu, onu, özellikle PEM elektrolizörlerinin anot tarafında, zorlu koşullarda uzun süreli çalışmaya uygun hale getirir.
2. Kararlı gözenekli yapı
- Gözenekli titanyum plakalar veya keçeler, mekanik olarak güçlü, birbirine bağlı bir gözenek ağı sağlar.
- Bu yapı, düzgün gaz difüzyonuna, verimli sıvı su/gaz kabarcığı gidermeye olanak tanır ve yüksek basınç farkları altında bile bütünlüğü korur.
3. Platin kaplamanın rolü
- İletkenlik iyileştirmesi: Çıplak titanyum, arayüzey direncini artıran pasif bir oksit tabakası (TiO₂) oluşturur. İnce bir platin kaplama temas direncini en aza indirir.
- Katalitik aktivite: Platin bir elektrokatalizör olarak işlev görür ve hidrojen oluşumunu (HER), oksijen oluşumunu (OER) ve oksijen indirgeme (ORR) reaksiyonlarını geliştirir.
- Dayanıklılık: Platin katman, titanyum alt tabakayı korur ve zaman içinde istikrarlı elektrokimyasal performans sağlar.
4. İşlenebilirlik ve entegrasyon
- Gözenekli titanyum malzemeler kesilebilir, kaynaklanabilir veya daha büyük birimler halinde birleştirilebilir; bu da onları farklı yığın tasarımları için esnek hale getirir.
- Sağlamlıkları, hem yakıt hücresi yığınlarına hem de elektrolizör yığınlarına güvenilir entegrasyon sağlar.
