Melapisi lapisan konduktif dan lapisan tahan korosi pada permukaan titanium dapat secara efektif menghindari pembentukan film oksida pada permukaan pelat bipolar titanium dan memenuhi persyaratan kinerja pelat. selain ketahanan korosi dan konduktivitas listrik yang sangat baik, pelapis juga membutuhkan kekuatan ikatan yang baik dengan matriks. pada saat yang sama, karena suhu PEMFC akan berubah pada suhu kamar dan sekitar 80 C, perlu bahwa bahan pelapis dan matriks memiliki koefisien ekspansi termal yang sama untuk menghindari delaminasi dan retakan dalam proses perubahan suhu, sehingga kehilangan perlindungan dari bahan.
Pelapis yang umum digunakan diklasifikasikan ke dalam dua kategori: pelapis berbasis logam (logam mulia, logam-karbon/nitrida) dan pelapis berbasis karbon (grafit, polimer konduktif, karbon amorf, dll.).
Parameter kinerja pelat bipolar titanium berlapis yang berbeda
Sebagai bagian penting dari sel bahan bakar hidrogen, pelat bipolar memainkan peran yang menentukan dalam kinerja, biaya, dan daya tahan sel. biaya dan daya tahan adalah dua isu penting yang membatasi komersialisasi sel bahan bakar hidrogen. Biaya pelat bipolar sampai batas tertentu tergantung pada bahan pelat, pemrosesan bidang aliran, dan proses persiapan pelapisan pelat.
Komposit matriks grafit dan karbon tidak lagi dapat memenuhi persyaratan kinerja sel bahan bakar hidrogen. Bahan logam telah menjadi bahan utama untuk pelat bipolar sel bahan bakar hidrogen. Selain itu, daya tinggi selalu menjadi tujuan sel bahan bakar hidrogen. titanium dan paduan titanium dalam bahan logam memiliki kepadatan rendah dan kekuatan spesifik tinggi. Mereka memiliki ketahanan korosi yang sangat baik dalam sel bahan bakar hidrogen dan dapat secara signifikan mengurangi berat dan volume pelat bipolar, yang secara signifikan meningkatkan daya spesifik massa dan volume baterai. selain itu, produk korosi yang dihasilkan oleh titanium dan paduan titanium selama operasi servis jangka panjang kurang beracun untuk mode pertukaran proton dan katalis, yang kondusif untuk meningkatkan stabilitas dan daya tahan operasi baterai.
Karbon logam/nitrida dan pelapis karbon amorf yang dibuat pada permukaan pelat bipolar titanium memiliki sifat komprehensif yang unggul dan memiliki nilai penelitian dan aplikasi yang tinggi. Namun, pelapis ini rentan terhadap cacat lubang jarum. Oleh karena itu, tujuan utama dari penelitian saat ini adalah untuk meningkatkan kekompakan pelapis, kekuatan ikatan matriks film, dan konduktivitas permukaan pelapis. Selain itu, pelapis harus hidrofobik untuk memfasilitasi pembuangan air yang dihasilkan reaksi.
Untuk memenuhi sifat komprehensif ini, persyaratan yang lebih tinggi diajukan untuk desain struktural dan komposisi lapisan. komposit dan struktur nano pelapis dapat meningkatkan kekompakan, ketahanan korosi, dan konduktivitas pelapis sampai batas tertentu dan meningkatkan stabilitas layanan dan keandalan pelat titanium, yang merupakan arah pengembangan utama di masa depan.
