Schermo in titanio con rivestimento termico al platino

Gli schermi in titanio platinizzato termicamente (PtTi) vengono utilizzati principalmente negli stack degli elettrolizzatori come parte del campo di flusso o del materiale diffusore, in particolare sul lato dell’ossigeno (anodo), in sostituzione degli strati di diffusione del gas (GDL) a base di carbonio impiegati nelle celle a combustibile.  I nostri schermi in titanio platinato sono realizzati in titanio espanso che è stato appiattito e ricotto, garantendo una superficie liscia e piana adatta all’impiego negli stack di elettrolizzatori o nelle celle a combustibile. Sebbene siano più comunemente utilizzati sul lato anodico di un elettrolizzatore, gli schermi in PtTi vengono spesso impiegati anche sul lato catodico dello stesso.  Occasionalmente si possono trovare anche nelle celle a combustibile.

Perché non utilizzare uno strato di diffusione del gas a base di carbonio in un elettrolizzatore?
I materiali GDL a base di carbonio vengono consumati e convertiti in gas CO₂ in presenza degli ioni ossigeno e della tensione presenti sul lato anodico (ossigeno) dell’elettrolizzatore.  Questa reazione secondaria di ossidazione del carbonio nel GDL determinerà una tensione di elettrolisi temporaneamente più bassa, ma si tratta di un fenomeno di breve durata.  Il GDL di carbonio viene rapidamente consumato, con conseguente scarsa compressione nello stack e, di conseguenza, elevata resistenza e prestazioni inferiori.

È comunque possibile utilizzare tessuto di carbonio o carta carbone sul lato dell’idrogeno (catodo), poiché in quel lato non è presente ossigeno che possa ossidare il materiale del GDL.

Perché titanio platinato anziché non trattato?
Il titanio non trattato non si consuma come invece avviene per uno strato di diffusione del gas (GDL) in carbonio; tuttavia, la presenza di ossigeno ha comunque un impatto. Il titanio non trattato forma rapidamente un rivestimento di ossido (TiO₂) in presenza di ossigeno.  Questo rivestimento è un eccellente isolante e quindi aumenta la resistenza nella cella, riducendone di conseguenza le prestazioni. Questo fenomeno impiega più tempo a manifestarsi come problema rispetto all’ossidazione del GDL in carbonio, ma rimane comunque un fattore da considerare.

L’ossidazione del titanio può essere prevenuta mediante un rivestimento in oro o, come nel caso di questo prodotto, tramite la platinizzazione.  La platinizzazione è un rivestimento molto stabile e contribuisce inoltre a favorire il processo di elettrolisi, aumentando leggermente l’efficienza e stabilizzando notevolmente le prestazioni.

Funzione del rivestimento in platino per questo prodotto
La funzione principale del rivestimento in platino è quella di mantenere la conduttività elettrica del substrato stesso per applicazioni esigenti, quali una maggiore durata operativa o l’impiego in elettrolizzatori pressurizzati (fino a 450 psi).  Nel settore è stato osservato che lo schermo in titanio platinato può essere utilizzato sul lato anodico dell’elettrolizzatore PEM a tali valori di pressione. Pressioni superiori a 450 psi creerebbero problemi di sicurezza per il substrato in titanio in presenza di ossigeno puro, anche se l’ambiente fosse completamente bagnato.  Il rivestimento in platino non presenta uno strato continuo nella sua struttura. Il carico stimato di platino metallico per questo prodotto è di circa 60-80 microgrammi per cm² delle dimensioni fisiche del substrato.

Attività catalitica del rivestimento in platino di questo prodotto
Il rivestimento in platino di questo prodotto non presenta alcuna attività catalitica.  La catalisi richiede che il materiale in questione presenti difetti superficiali sufficienti e un carico adeguato del componente cataliticamente attivo. Le particelle di platino presenti nel rivestimento non presentano i difetti superficiali essenziali e hanno un’attività catalitica pari a zero per la maggior parte delle reazioni chimiche o elettrochimiche; pertanto, questo prodotto non deve essere utilizzato per reazioni catalitiche o applicazioni che richiedono materiali cataliticamente attivi.