Le feutre en fibre de titane est un matériau semblable à du feutre fabriqué à partir de fibres de titane pur ou d'alliage de titane. Ce type de feutre est généralement produit par frittage, pressage ou autres techniques de traitement utilisant des fibres de titane. Le feutre en fibre de titane présente une excellente résistance aux températures élevées et à la corrosion et trouve de nombreuses applications dans des industries telles que le génie thermique, l'aérospatiale et le génie chimique. Il possède une bonne conductivité thermique et électrique, ainsi qu'une certaine résistance mécanique et stabilité, ce qui le rend adapté à des applications telles que l'isolation, la filtration et l'adsorption dans des environnements à haute température.
couche de diffusion de gaz d'anode en feutre de fibre de titane
Le feutre en fibre de titane fritté sert de substrat pour le dépôt du catalyseur au platine. L'échantillon utilisé est circulaire, d'un diamètre de 30 mm et d'une épaisseur de 1 mm, avec une porosité supérieure à 70 %. Les étapes spécifiques du traitement sont les suivantes :
Enlèvement du film d'oxyde
Le feutre de titane a été immergé dans une solution d'acide électrolytique à base d'acide nitrique et d'acide fluorhydrique, avec un pH de 0,5 à température ambiante. Ensuite, une tension de 2,5 V a été appliquée au feutre, provoquant une dissolution anodique de la surface du titane.
Nettoyage du gaz argon
Après le rinçage à l'eau déminéralisée, la surface de la pièce en titane subit un traitement au plasma sous argon pour éliminer tous les contaminants restants sur la surface en titane.
Placage
Des processus de nettoyage physique au plasma en continu sont effectués, suivis d'un rinçage supplémentaire à l'eau déminéralisée. Les fibres de titane sont immédiatement plaquées de platine par une méthode électrochimique dans un environnement d'argon. Les paramètres sont réglés sur une valeur de pH de 8 et une température de 50 degrés. Le processus de galvanoplastie est effectué pendant 10 minutes à une tension cathodique constante de -3,2 V par rapport à l'électrode de référence. Au cours de ce processus de galvanoplastie, l'électrode en titane est placée électriquement entre deux électrodes de référence connectées. Le temps d'activation est réglé sur 10 millisecondes et le temps d'arrêt est réglé sur 56,7 millisecondes, ce qui donne un cycle de service de 15 % dans chaque cycle. La deuxième partie du processus de galvanoplastie est répétée pendant 10 minutes supplémentaires.
Assemblée MEA
L'électrode a été imprégnée d'une solution d'ionomère conducteur de protons dans 5 % en poids d'éthanol, puis plaquée de platine. La solution a été coulée sur l’électrode à l’aide d’un aérographe, tandis que l’électrode à base de titane est connectée à un porte-échantillon chauffé. La température est réglée à 60 degrés pour accélérer l'évaporation de l'éthanol de la surface de l'électrode.
Assemblage en configuration de plaque bipolaire, totalisant 20 ensembles.
revêtement platine sur feutre titane
Les images microscopiques ci-dessous montrent des fibres de titane frittées recouvertes de platine. Les fibres situées sur la face extérieure du feutre peuvent protéger l'ensemble du revêtement, un effet expliqué par la répartition du champ électrique au sein de la cellule primaire (où l'électrode de travail est située entre deux contre-électrodes et leur est parallèle). Le revêtement est suffisant pour assurer l’adhésion stable à long terme des nanoparticules de platine. L'image suivante présente des photos microscopiques de particules de platine déposées sur des fibres de titane électrolytiques à l'aide d'un processus de placage par impulsion.
