钛金属在PEM电解槽上的应用：气体扩散层、双极板等

在众多的金属材料中，钛和钛合金具有低密度、高强度、耐腐蚀等特点，今天就一起来整理下它在PEM电解槽上的应用，主要用于双极板和气体扩散层。

电解水制氢分类及组件，图源自瑞麟科技

PEM电解槽是众多制氢技术的一种，采用聚氟磺酸膜做质子交换膜，以纯水为反应物，具有产氢纯度高、结构及工艺简单、安全性高等特点，同时更适应快速变化的可再生能源电力输入，从而备受行业青睐。

因为采用全氟磺酸（PFSA）膜，导致PEM电解槽的工作环境偏酸性，再加上阳极侧的高电压和氧气释放形成了恶劣的氧化环境，所以PEM电解槽的双极板、气体扩散层等结构需要具备耐腐蚀的性能，可选材料有石墨、不锈钢、钛等，各有优劣，而钛的综合性能更优一些。

1.钛气体扩散层

即使在酸性和高阳极电位下，钛也是腐蚀性最小的材料，并且相对容易形成各种类型的多孔介质。因此，钛网/毡/泡沫/烧结粉末可用作PEMWE阳极的GDL。

以钛毡为例，其生产工艺流程为：挑选优质海绵钛——根据钛毡金属含量要求定制工艺制成钛晶体——锻造成所需形状——钛板机加工成钛纤维——钛纤维进行铺制——高温烧结制得多孔钛毡。

钛毡气体扩散层，浙江玖昱

下面罗列一些钛电极、钛毡、钛材相关企业：

• 苏州市枫港钛材设备制造有限公司

• 西安菲尔特金属过滤材料股份有限公司

• 浙江玖昱科技有限公司

• 宝鸡市盈高金属材料有限公司

• 宝鸡隆盛有色金属有限公司

• 宝鸡钛业股份有限公司

• 云南钛业股份有限公司

• 西安庄信新材料科技有限公司

• 北京维科盛泰科技有限公司

• 湖南湘投金天科技集团有限公司

• 中钛国创（青岛）科技有限公司

• 河北宙斯盾金属材料有限公司

• 四川博尔斯迈科技有限公司
  

• 新乡市胜达过滤净化技术有限公司

• 广东新力新材料有限公司

2.钛双极板

与石墨相比，钛具有优异的耐蚀性、低的初始电阻率、良好的机械强度和轻的重量，是目前PEMWE的最佳板材材料，通常会在钛表面镀有贵金属或铂族金属，以满足高压和氧化环境下的耐用性和性能要求。

目前钛双极板主要是采用蚀刻工艺，未来PEM电解槽大规模商用后，有望转向冲压工艺。

钛双极板的蚀刻工艺流程是：开料—裁切—清洗—涂布—烘干—曝光—显影—蚀刻—脱膜—检测—出货。

钛双极板可以镀金或镀铂，可以降低内阻，提高耐腐蚀性，镀膜方法有物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、水热法等。

PEM钛极板，金益泉

钛双极板相关企业：

• 深圳市金泉益科技有限公司

• 南通卓力达金属科技有限公司

• 深圳市腾鑫精密电子芯材科技有限公司

• 浙江菲尔特过滤科技股份有限公司

• 东莞感恩蚀刻科技有限公司

• 深圳市艾科维精密科技有限公司

• 广东专精汽车零部件科技有限公司

• 深圳市鑫科锐金属制品有限公司

以上就是钛金属在PEM电解槽上的应用整理，总得来说钛的综合性能优异，可以被应用于PEM电解槽的气体扩散层和双极板，为了提高耐腐蚀要求，通常还镀上贵金属，结果进一步提升了电解槽的制造成本，如何从材料、工艺方面降本增效成为当下企业的关注重点。

原文始发于微信公众号（艾邦氢科技网）：钛金属在PEM电解槽上的应用：气体扩散层、双极板等