Filc od titanovih vlakana je materijal sličan filcu izrađen od čistog titana ili vlakana legure titana. Ova vrsta filca obično se proizvodi sinteriranjem, prešanjem ili drugim tehnikama obrade pomoću titanovih vlakana. Filc od titanovih vlakana pokazuje izvrsnu otpornost na visoke temperature i koroziju i nalazi široku primjenu u industrijama kao što su toplinska tehnika, zrakoplovstvo i kemijsko inženjerstvo. Posjeduje dobru toplinsku i električnu vodljivost, zajedno s određenom mehaničkom čvrstoćom i stabilnošću, što ga čini prikladnim za primjene poput izolacije, filtracije i adsorpcije u okruženjima s visokim temperaturama.
anodni plinski difuzijski sloj od filca od titanovih vlakana
Sinterirani filc od titanovih vlakana služi kao supstrat za taloženje platinskog katalizatora. Korišteni uzorak je kružnog oblika, promjera 30 mm i debljine 1 mm, s poroznošću većom od 70%. Specifični koraci liječenja su sljedeći:
Uklanjanje oksidnog filma
Titanski filc je uronjen u otopinu elektrolitičke kiseline koja se temelji na dušičnoj kiselini i fluorovodičnoj kiselini, s pH vrijednošću 0,5 na sobnoj temperaturi. Zatim je na filc doveden napon od 2,5 V, uzrokujući anodno otapanje površine titana.
Čišćenje plinom argonom
Nakon ispiranja deioniziranom vodom, površina obradaka od titana podvrgava se plazma obradi u argonu kako bi se uklonila sva zaostala onečišćenja s površine titana.
Pozlaćivanje
Provode se kontinuirani procesi fizikalnog čišćenja plazme, nakon čega slijedi daljnje ispiranje deioniziranom vodom. Vlakna od titana odmah se oblažu platinom elektrokemijskom metodom u okruženju argona. Parametri su postavljeni na pH vrijednost od 8 i temperaturu od 50 stupnjeva. Proces galvanizacije provodi se 10 minuta pri konstantnom naponu katode od -3.2V u odnosu na referentnu elektrodu. Tijekom ovog procesa galvanizacije, titanska elektroda se električnim putem postavlja između dvije povezane referentne elektrode. Vrijeme uključivanja je postavljeno na 10 milisekundi, a vrijeme isključenja je postavljeno na 56,7 milisekundi, što rezultira radnim ciklusom od 15% u svakom ciklusu. Drugi dio procesa galvanizacije se ponavlja još 10 minuta.
Skupština MEA
Elektroda je impregnirana protonsko vodljivom otopinom ionomera u 5 tež.% etanola i zatim presvučena platinom. Otopina je izlivena na elektrodu korištenjem zračnog kista, dok je elektroda na bazi titana spojena na grijani držač uzorka. Temperatura je postavljena na 60 stupnjeva kako bi se ubrzalo isparavanje etanola s površine elektrode.
Sastavljanje u konfiguraciju bipolarne ploče, ukupno 20 kompleta.
platinski premaz na titanskom filcu
Mikroskopske slike ispod prikazuju sinterirana vlakna titana presvučena platinom. Vlakna koja se nalaze na vanjskoj strani filca mogu zaštititi cijeli premaz, učinak koji se objašnjava distribucijom električnog polja unutar primarne ćelije (gdje je radna elektroda smještena između dvije protuelektrode i paralelna je s njima). Premaz je dovoljan da osigura dugoročno stabilno prianjanje nanočestica platine. Sljedeća slika prikazuje mikroskopske fotografije čestica platine nanesenih na galvanizirana titanijska vlakna pomoću procesa pulsiranja.
