La plaque composite en feutre de titane et toile métallique étirée constitue une couche de transport poreuse (PTL) et une couche de diffusion de gaz (GDL) de nouvelle génération, spécialement conçue pour les électrolyseurs à membrane échangeuse de protons (PEM) destinés à la production d'hydrogène vert. Ce matériau innovant associe un feutre de fibres de titane fritté à une armature en toile étirée en titane, par un procédé de diffusion sous vide à haute température. Il en résulte une structure monobloc, sans risque de délamination, qui allie la porosité élevée et la grande surface électroactive du feutre de titane à la rigidité mécanique et aux voies de conduction continues de la toile étirée. Contrairement aux feutres de titane purs, qui manquent de résistance mécanique et se déforment sous la pression d'empilement des cellules, ou aux toiles étirées seules, qui offrent une surface spécifique insuffisante et des capacités de transport gaz-liquide limitées, cette plaque composite assure des performances équilibrées, ce qui en fait le matériau de choix pour les couches de transport poreuses dans les systèmes d'électrolyse fonctionnant à haute densité de courant et sur de longues durées.

Dans un électrolyseur PEM, la couche de transport poreuse doit simultanément assurer quatre fonctions essentielles : conduire les électrons de la couche catalytique vers la plaque bipolaire, répartir l'eau uniformément sur la surface du catalyseur, évacuer l'oxygène produit à l'anode et dissiper la chaleur générée par la réaction. La plaque composite en feutre de titane et toile étirée excelle sur tous ces points. La porosité élevée et la structure à gradient de pores du feutre permettent à l'eau liquide d'atteindre le catalyseur avec une résistance au transfert de matière minimale, tandis que la finesse des pores empêche la pénétration du catalyseur dans le substrat, préservant ainsi l'intégrité de la membrane. Parallèlement, l'armature en toile étirée apporte la résistance mécanique nécessaire pour éviter le fluage et la déformation permanente sous les pressions de serrage typiques de 3 à 4 MPa, problème récurrent avec les feutres purs qui peut entraîner un gonflement ou la formation de micropores dans la membrane. Grâce à sa combinaison exceptionnelle de robustesse structurelle, de faible résistance de contact, d'excellents transports gaz-liquide et de résistance à la corrosion, cette plaque composite permet aux électrolyseurs PEM d'atteindre des débits de production d'hydrogène plus élevés, une consommation énergétique spécifique réduite et des intervalles de maintenance allongés, offrant ainsi un avantage déterminant en termes de coût total de possession pour les producteurs d'hydrogène vert dans le monde entier.

Spécifications du produitscription

Matériau : titane Gr1
Dimensions : 100*15*1,5 mm
Taille des pores : personnalisable
Nombre de couches : personnalisable
Technique : frittage

Titanium FeltExpanded Mesh Composite Plate 2

Titanium FeltExpanded Mesh Composite Plate 3

Résistance mécanique élevée alliée à une certaine flexibilité – L'armature en toile étirée offre un support rigide et empêche l'affaissement sous les pressions de serrage, tandis que le feutre épouse parfaitement la surface de l'assemblage membrane-électrodes, supprimant les concentrations de contraintes et évitant le gonflement de la membrane.

Efficacité de transfert de matière supérieure – Le feutre présente une porosité ouverte de 70 à 80 % avec un réseau tridimensionnel interconnecté, ce qui assure une alimentation rapide en eau et une libération efficace des bulles d'oxygène.

Résistance de contact électrique extrêmement faible – La liaison métallurgique entre le feutre et la toile crée un chemin conducteur continu avec une résistance interfaciale inférieure à 10 mΩ·cm², réduisant les pertes ohmiques jusqu'à 70 % par rapport aux conceptions en toile seule et améliorant la tension de cellule de 0,08 à 0,3 V.

Résistance remarquable à la corrosion et à la chaleur – Le titane de grade 1 supporte les environnements acides, oxydants et riches en chlorures, avec une fiabilité de fonctionnement à des températures dépassant 300 °C sur de longues périodes.

Structure monobloc sans délamination – Le frittage sous vide par diffusion élimine tout risque de défaillance ou de séparation des couches sous l'effet des cycles thermiques et des vibrations mécaniques.

Applications

Couche de transport poreuse anodique (PTL) / couche de diffusion de gaz (GDL) dans les électrolyseurs PEM – Sert de substrat d'électrode principal du côté de l'évolution de l'oxygène, en distribuant l'eau, en évacuant l'oxygène, en collectant le courant et en supportant la couche catalytique à base d'IrO₂ ou de RuO₂.

PTL cathodique dans les électrolyseurs PEM – Apporte un support mécanique au catalyseur Pt/C et assure une répartition uniforme du courant sur le côté hydrogène, même dans des systèmes pressurisés jusqu'à 50 bars.

Couche de diffusion de gaz dans les piles à combustible PEM – Améliore la distribution des gaz réactifs et la gestion de l'eau tout en maintenant une faible résistance de contact et une grande durabilité.

Filtration à haute température et en milieux corrosifs – Utilisé comme filtre pour les flux chimiques agressifs, les gaz chauds ou les sels fondus, où la porosité et l'intégrité mécanique sont requises.

Substrat d'électrode pour les procédés électrochimiques – Sert de base aux revêtements d'oxydes métalliques mixtes (MMO) dans l'électrochloration, la production d'hypochlorite de sodium et le traitement des eaux usées.

Remplacement des plaques de champ d'écoulement / PTL intégrée – Peut être utilisé comme couche de diffusion et distributeur de fluide combinés, réduisant la complexité, le poids et le coût des plaques bipolaires tout en améliorant les performances.

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