Celle a combustibile ed Elettrolizzatori
Soluzioni di rivestimento avanzate, affidabili e convenienti per piastre bipolari metalliche
Rivestimenti per applicazioni di idrogeno
L'economia globale dell'idrogeno sta espandendosi a ritmo veloce per soddisfare le esigenze ambientali. Per sostenere questa espansione, la domanda di celle a combustibile ed elettrolizzatori sta crescendo. Per ottenere accettazione, le pile a combustibile e gli elettrolizzatori devono soddisfare requisiti severi: devono mostrare prestazioni stabili e affidabili a livelli di domanda elevati nel tempo, a un livello di prezzo accettabile.
In numerose applicazioni, le pile a scambio protonico (PEM) stanno passando da piastre bipolari in grafite a quelle realizzate in titanio o acciaio inossidabile. L'acciaio inossidabile, in particolare, ha la giusta combinazione di formabilità, proprietà meccaniche e convenienza per le celle a combustibile. Tuttavia, le condizioni elettrochimiche all'interno delle pile a combustibile e degli elettrolizzatori sono difficili. Questo richiede che le piastre bipolari in acciaio inossidabile siano dotate di una maggiore resistenza alla corrosione, pur mantenendo un'alta conducibilità elettrica. Due rivestimenti ben testati e consolidati nel portfolio di IHI Ionbond sono eccellentemente adatti per questo compito, come descritto di seguito.
Tecnologia Fuel Cell DOT™
La tecnologia DOT™ è un trattamento duplex. È necessario un rivestimento per proteggere la piastra bipolare in acciaio inossidabile dal rilascio di metalli nella cella e dall'avvelenamento della funzionalità della membrana, il che porterebbe a una riduzione delle prestazioni dello stack nel tempo. Lo strato iniziale è basato sul titanio, depositato dalla ben collaudata tecnologia PVD tramite sputtering.
Il secondo passo si basa sulla spruzzatura termica di punti di un metallo nobile. A causa della temperatura di spruzzatura termica, il titanio esposto formerà un titanio ossido resistente alla corrosione, mentre i punti di metallo nobile si fonderanno sul substrato metallico con un'eccellente adesione per fornire conducibilità.
La tecnologia DOT™ può anche essere applicata alle piastre bipolari in titanio. In questo caso, è necessario solo il processo di spruzzatura termica, senza un rivestimento iniziale di titanio PVD.
Tecnologia a celle a combustibile al carbonio
Un rivestimento in carbonio può anche proteggere le piastre bipolari in acciaio inossidabile, consentendo al contempo la conduzione elettrica. I rivestimenti in carbonio possono anche impedire alle piastre di rilasciare metalli nella cella, avvelenando la funzionalità della membrana e portando a una ridotta prestazione dello stack nel tempo. Il rivestimento in carbonio è depositato tramite la comprovata tecnologia PVD.
Per ottenere una buona prestazione in termini di adesione, conducibilità e resistenza alla corrosione, è necessario un passaggio di pulizia al plasma e uno strato di adesione speciale a base di metallo nella soluzione di rivestimento. Il processo di rivestimento in carbonio è ottimizzato per consentire una buona durata durante le normali condizioni operative automobilistiche e per resistere ai picchi di tensione elevati che possono verificarsi durante gli eventi di avviamento a freddo.
Tecnologia Electrolyzer DOT™
La tecnologia di spruzzatura termica DOT™ è una soluzione adatta e conveniente per rivestire le piastre bipolari a base di titanio degli elettrolizzatori. Attualmente, spesso vengono utilizzati rivestimenti in platino a film completo, che sono estremamente costosi e limitano gli elettrolizzatori a una singola scelta di materiale per il rivestimento sia sul lato catodico che anodico delle piastre bipolari.
Questo limita anche le dimensioni delle piastre bipolari. La tecnologia DOT™ per gli elettrolizzatori include lo spruzzo di schizzi definiti di metallo su entrambi i lati della piastra bipolare. Questo riduce la quantità di metallo prezioso richiesta e consente l'opzione di utilizzare metalli diversi su ciascun lato della piastra per massimizzare la funzionalità del catodo e dell'anodo alle tensioni di esercizio più elevate nel sistema.
Applicazioni di rivestimento per celle a combustibile ed elettrolizzatori
Scopri in dettaglio le nostre soluzioni per le piastre bipolari metalliche:
Fuel Cell - DOT™
Fuel Cell DOT™ è una soluzione di rivestimento avanzata sviluppata per le piastre bipolari nelle celle a combustibile PEM ed elettrolizzatori. Presenta una struttura duplex con uno strato di titanio resistente alla corrosione e punti di metallo nobile (oro o platino) posizionati strategicamente, che coprono solo il 2-6% della superficie. Questo design offre un'eccellente conducibilità elettrica e stabilità a lungo termine riducendo significativamente l'uso di metalli preziosi. Compatibile sia con piastre in acciaio inossidabile che in titanio, Fuel Cell DOT™ offre una soluzione economica e ad alte prestazioni per le applicazioni energetiche all'idrogeno di prossima generazione.
Fuel Cell - Carbon
Il rivestimento al carbonio per celle a combustibile di Ionbond è una soluzione economica progettata per migliorare le prestazioni e la durata delle piastre bipolari metalliche nelle celle a combustibile PEM. Applicato tramite la comprovata tecnologia di spruzzatura PVD, questo rivestimento a base di carbonio offre un'eccellente conducibilità elettrica e resistenza alla corrosione, prevenendo il rilascio di ioni metallici che possono degradare nel tempo la funzionalità della membrana. Ottimizzato per le applicazioni automobilistiche, garantisce un'operatività affidabile in condizioni difficili, compresa la resistenza agli elevati picchi di tensione durante gli avvii a freddo. Adatto sia per le piastre in acciaio inossidabile che per quelle in titanio, il rivestimento al carbonio per celle a combustibile supporta il passaggio verso sistemi energetici all'idrogeno più convenienti ed efficienti.
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