L'utilisation de plaques de titane poreuses ou de feutres de titane revêtus de platine comme couches de diffusion gazeuse (GDL) est principalement motivée par les conditions exigeantes des systèmes électrochimiques tels que les piles à combustible PEM, les électrolyseurs d'eau PEM et d'autres dispositifs électrochimiques à hydrogène/oxygène.
Les principaux avantages de l’utilisation de plaques de titane poreuses revêtues de platine ou de feutres de titane pour les couches de diffusion gazeuse sont les suivants :
1. Résistance supérieure à la corrosion
- Le titane est très résistant à la corrosion dans les environnements acides et oxydants, contrairement aux GDL de carbone conventionnels qui se dégradent ou s'oxydent à fort potentiel.
- Cela le rend adapté à un fonctionnement à long terme dans des conditions difficiles, en particulier du côté anode des électrolyseurs PEM.
2. Structure poreuse stable
- Les plaques ou feutres poreux en titane fournissent un réseau de pores interconnectés et mécaniquement résistant.
- Cette structure permet une diffusion uniforme du gaz, une élimination efficace des bulles d'eau/gaz liquide et maintient l'intégrité même sous des différentiels de pression élevés.
3. Rôle du revêtement platine
- Amélioration de la conductivité : le titane nu forme une couche d'oxyde passive (TiO₂), qui augmente la résistance interfaciale. Une fine couche de platine minimise la résistance de contact.
- Activité catalytique : le platine fonctionne comme un électrocatalyseur, améliorant les réactions de dégagement d'hydrogène (HER), de dégagement d'oxygène (OER) et de réduction de l'oxygène (ORR).
- Durabilité : la couche de platine protège le substrat en titane et garantit des performances électrochimiques stables dans le temps.
4. Processabilité et intégration
- Les matériaux poreux en titane peuvent être coupés, soudés ou assemblés en unités plus grandes, ce qui les rend flexibles pour différentes conceptions d'empilement.
- Leur robustesse permet une intégration fiable dans les piles à combustible et les électrolyseurs.
