1. Miért fontos paraméter a fajlagos ellenállás a PEM elektrolízis hidrogéntermelésében?
A PEM elektrolízises hidrogéngyártás során a platina bevonatú titán filcet anóddiffúziós réteg anyagaként használják, és ennek ellenállása kulcsfontosságú paraméter, amelyet észlelni és ellenőrizni kell. A fő okok a következők:
Befolyásolja az elektrolízis hatékonyságát
Ha a platina bevonatú titán filc ellenállása túl nagy, az megnöveli az elektrolit cella belső ellenállását, csökkenti az elektrolízis hatékonyságát és további energiaveszteséget okoz. Ezért a platina bevonatú titán filc ellenállását alacsonyabb szinten kell szabályozni az elektrolízis hatékonyságának javítása érdekében.
01
Befolyásolja az elektrolízis feszültséget
Az elektrolitikus cella üzemi feszültsége arányos a belső ellenállással. A platina bevonatú titán filc túlzottan nagy ellenállása magasabb elektrolízisfeszültséget igényel, és növeli a rendszer energiafogyasztását.
02
Befolyásolja az elektródák reakciókinetikáját
Az anód diffúziós rétegeként a platina bevonatú titán filc ellenállása befolyásolja az elektród reakció kinetikai folyamatait, mint például az elektronátvitelt, a gáz diffúziót stb., ezáltal befolyásolja az elektrolízis reakció sebességét.
03
Értékelje a bevonat minőségét
A platina bevonatú titán filc ellenállásának tesztelése közvetett módon értékelheti a bevonat egyenletességét és integritását. A rendellenes ellenállás azt jelentheti, hogy a bevonat hibás vagy egyenetlen.
04
Összefoglalva, a platina bevonatú titán filc ellenállásának kimutatása és szabályozása előnyös a PEM elektrolitikus hidrogéntermelés hatékonyságának optimalizálása, a rendszer energiafogyasztásának csökkentése és az anód diffúziós réteg teljesítményének biztosítása szempontjából.
2. Milyen tényezők kapcsolódnak a platina bevonat előtti és utáni ellenálláscsökkenés változásához?
Magas vezetőképességű platina
A platina egy nemesfém, amelynek elektromos vezetőképessége rendkívül magas, sokkal nagyobb, mint a titáné. Miután a titán filc felületére platinát vonnak be, a platinaréteg jelenléte nagymértékben növeli az általános elektronvezetőképességet, így csökkenti az ellenállást.
Bevonat vastagsága
Minél vastagabb a platina bevonat, annál simább a vezető út és annál kisebb az ellenállás.
Bevonat egyenletessége
A bevonat jó egyenletességgel rendelkezik, és folytonos vezető hálózatot képezhet, hogy elkerülje a nagy ellenállású területek létezését, ezáltal alacsonyabb általános ellenállást érjen el. Éppen ellenkezőleg, az egyenetlen bevonat az ellenállás növekedését okozza.
Az alapfelület állapota
A titán filc hordozó felületi érdessége és hibái befolyásolják a bevonat tapadását és egyenletességét, ezáltal befolyásolják a végső ellenállást. A felület-előkészítés minősége fontos tényező.
A bevonat folyamatának paraméterei
A bevonatolási folyamat paramétereinek, például a fürdőkoncentrációnak, az áramsűrűségnek és a hőmérsékletnek az optimalizálása elősegítheti az ideális bevonatminőség elérését és ezáltal az ellenállás csökkentését.
Általánosságban elmondható, hogy a platina bevonatú titán filc ellenállásának csökkenése főként a platina nagy vezetőképességének köszönhető, és számos tényezővel szorosan összefügg, mint például a bevonat vastagsága, egyenletessége, mátrix állapota és a folyamat paraméterei.
3. A platina bevonat vastagsága és a fajlagos ellenállás csökkenés értéke közötti összefüggés
1. Egyértelmű összefüggés van a platina bevonatú titán filc bevonat vastagsága és az ellenállás csökkenés értéke között. Általánosságban elmondható, hogy minél vastagabb a bevonat, annál nagyobb az ellenálláscsökkenés.
2. Tanulmányok kimutatták, hogy a platinával bevont rétegvastagság minden 1 μm-es növelésével a platinával bevont titán filc ellenállása körülbelül 10%-kal csökkenthető. A vastagabb bevonat ugyanis folytonosabb és teljesebb vezető hálózatot tud kialakítani, simább vezetési utat biztosítva az elektronok számára, csökkentve ezzel az általános ellenállást.
3. A bevonat vastagságának növekedését azonban néhány korlátozó tényező is befolyásolja, mint például az eljárási módszerek, az anyagfelhasználás és az ellenállási követelmények. Ezért a tényleges gyártás során különféle tényezőket kell mérlegelni, és ésszerű bevonatvastagságot kell választani az ideális ellenállási szint eléréséhez.
4. A bevonat vastagságán kívül a bevonat egyenletessége, az aljzat felületi állapota, a bevonóoldat koncentrációja, az áramsűrűség és egyéb folyamatparaméterek is befolyásolják a platina bevonatú titán filc ellenállását. . Csak az összes befolyásoló tényező átfogó mérlegelésével tudjuk a legnagyobb mértékben csökkenteni az ellenállást és javítani a platina bevonatú titán filc mint anód diffúziós réteg teljesítményét.
4. Termékadataink
1. minta: Vágószálas titán filc (porozitás 60%~70%, méret 0,4*30*30 mm), platina bevonat vastagsága 0,3 mikron, a következő jellemzőkkel:
Ellenállási érték platina bevonat előtt: 0,28 ohm·cm (Ω·cm)
Ellenállási érték platina bevonat után: 0,24 ohm·cm (Ω·cm)
Következtetésképpen:
Ellenálláscsökkenés értéke=(átlagos fajlagos ellenállás a bevonat előtt – átlagos ellenállás a bevonat után) / átlagos ellenállás a bevonat előtt
Ellenálláscsökkenés értéke {{0}} (0.28-0.24)/0.28 =14.3%
Az ellenállás 14,3%-kal csökkent a platina bevonat előtt és után.
2. minta, húzott szálas titán filc (porozitás 60%~70%, méret 0,4*40*40 mm), platina bevonat vastagsága 0,5 mikron, a következő jellemzőkkel:
Az ellenállásvizsgálat eredményei a következők:
Ellenállás platina bevonat előtt:
|
Projekt: Húzott titánszálas filc Thk{{0}},4mm*L40mm*W40mm (szám: BARE TI-1-1), porozitás: 60%~70%, átlagos ellenállás-vizsgálati eredmény: 0,464 ohm ·cm (Ω·cm) |
||||||||
|
Vékony lapka ellenállása (vastagsága legfeljebb 4 mm) |
||||||||
|
Minta azonosítás |
Tartomány (A) |
Áram (mA) |
A szondák közötti átlagos távolság (mm) |
Átmérő (mm) |
Átmérő korrekciós tényező |
Vastagság (mm) |
vastagság korrekciós tényező |
Tapintótávolság korrekciós tényezője |
|
1 |
0.1 |
17.76 |
1 |
40 |
4.441 |
0.4 |
0.9997 |
1 |
|
Teszt adat |
||||||||
|
Pontok |
X(mm) |
I (mm) |
Előremenő feszültség (μV) |
Fordított feszültség (μV) |
Ellenállás mΩ.cm |
Vezetőképesség (s/cm) |
Dátum |
Idő |
|
1 |
0 |
0 |
39 |
48 |
0.44 |
2273 |
2024/6/12 |
9:04:15 |
|
2 |
0 |
-10 |
38 |
48 |
0.43 |
2326 |
2024/6/12 |
9:05:14 |
|
3 |
-10 |
0 |
36 |
45 |
0.41 |
2439 |
2024/6/12 |
9:06:52 |
|
4 |
0 |
10 |
41 |
51 |
0.46 |
2174 |
2024/6/12 |
9:07:22 |
|
5 |
10 |
0 |
47 |
57 |
0.52 |
1923 |
2024/6/12 |
9:08:25 |
|
6 |
0 |
-14 |
45 |
56 |
0.51 |
1961 |
2024/6/12 |
9:09:11 |
|
7 |
-14 |
0 |
49 |
59 |
0.54 |
1852 |
2024/6/12 |
9:09:48 |
|
8 |
-14 |
0 |
43 |
53 |
0.48 |
2083 |
2024/6/12 |
9:10:06 |
|
9 |
0 |
14 |
40 |
50 |
0.45 |
2222 |
2024/6/12 |
9:10:38 |
|
10 |
14 |
0 |
42 |
52 |
0.47 |
2128 |
2024/6/12 |
9:11:10 |
|
11 |
10 |
10 |
36 |
46 |
0.41 |
2439 |
2024/6/12 |
9:11:41 |
|
12 |
10 |
10 |
47 |
57 |
0.52 |
1923 |
2024/6/12 |
9:12:01 |
|
13 |
10 |
10 |
38 |
49 |
0.44 |
2273 |
2024/6/12 |
9:12:23 |
|
14 |
10 |
10 |
36 |
46 |
0.41 |
2439 |
2024/6/12 |
9:13:04 |
|
Adatok elemzése (ellenállás) |
||||||||
|
maximális |
Minimális |
átlagos |
Maximális százalékos változás |
Radiális egyenetlenségek |
átlagos százalékos változás |
|||
|
0.54 |
0.41 |
0.464 |
31.71% |
27.37% |
||||
Ellenállás platina bevonat előtt:
|
Vékonylemez ellenállás |
||||||||
|
Minta azonosítás |
Tartomány (A) |
Áram (mA) |
A szondák közötti átlagos távolság (mm) |
Átmérő (mm) |
Átmérő korrekciós tényező |
Vastagság (mm) |
vastagság korrekciós tényező |
Tapintótávolság korrekciós tényezője |
|
1 |
0.1 |
44.4 |
1 |
40 |
||||
|
Teszt adat |
||||||||
|
Pontok |
X(mm) |
I (mm) |
Előremenő feszültség (μV) |
Fordított feszültség (μV) |
Négyzetes ellenállás mΩ/□ |
Vezetőképesség (s/cm) |
Dátum |
Idő |
|
1 |
0 |
0 |
115 |
126 |
12.1 |
2024/6/12 |
9:15:57 |
|
|
2 |
0 |
10 |
109 |
121 |
11.5 |
2024/6/12 |
9:17:25 |
|
|
3 |
-10 |
0 |
81 |
93 |
8.7 |
2024/6/12 |
9:18:30 |
|
|
4 |
0 |
-10 |
94 |
106 |
10 |
2024/6/12 |
9:18:56 |
|
|
5 |
10 |
0 |
129 |
141 |
13.5 |
2024/6/12 |
9:19:55 |
|
|
6 |
14 |
0 |
136 |
149 |
14.3 |
2024/6/12 |
9:20:52 |
|
|
7 |
0 |
14 |
107 |
120 |
11.4 |
2024/6/12 |
9:21:24 |
|
|
8 |
-14 |
0 |
114 |
126 |
12 |
2024/6/12 |
9:21:58 |
|
|
9 |
0 |
-14 |
108 |
120 |
11.4 |
2024/6/12 |
9:22:27 |
|
|
10 |
10 |
10 |
114 |
126 |
12 |
2024/6/12 |
9:23:09 |
|
|
11 |
10 |
10 |
123 |
135 |
12.9 |
2024/6/12 |
9:23:32 |
|
|
12 |
10 |
10 |
94 |
107 |
10.1 |
2024/6/12 |
9:24:13 |
|
|
13 |
10 |
10 |
93 |
106 |
10 |
2024/6/12 |
9:24:32 |
|
|
Adatok elemzése (lapellenállás) |
||||||||
|
maximális |
Minimális |
átlagos |
Maximális százalékos változás |
Radiális egyenetlenségek |
Átlagos százalékos változás |
|||
|
14.3 |
8.7 |
11.52 |
64.37% |
48.70% |
||||
Ellenállás platina bevonat után:
|
Projekt: Húzott titánszálas filc Thk0.4mm*L40mm*W40mm (szám: TI-PT-1-1), porozitás: 60%~70% Platina bevonat vastagsága: 0,5 μm Az ellenállásteszt eredménye: 0,302 ohm·cm (Ω·cm) |
||||||||
|
Vékony lapka ellenállása (vastagsága legfeljebb 4 mm) |
||||||||
|
Minta azonosítás |
Tartomány (A) |
Áram (mA) |
A szondák közötti átlagos távolság (mm) |
Átmérő (mm) |
Átmérő korrekciós tényező |
Vastagság (mm) |
vastagság korrekciós tényező |
Tapintótávolság korrekciós tényezője |
|
1 |
0.1 |
17.76 |
1 |
40 |
4.441 |
0.4 |
0.9997 |
1 |
|
Teszt adat |
||||||||
|
Pontok |
X(mm) |
I (mm) |
Előremenő feszültség (μV) |
Fordított feszültség (μV) |
Ellenállás mΩ.cm |
Vezetőképesség (s/cm) |
Dátum |
Idő |
|
1 |
0 |
0 |
19 |
36 |
0.28 |
3571 |
2024/6/12 |
10:17:21 |
|
2 |
0 |
10 |
23 |
40 |
0.32 |
3125 |
2024/6/12 |
10:18:06 |
|
3 |
-10 |
0 |
20 |
37 |
0.29 |
3448 |
2024/6/12 |
10:18:31 |
|
4 |
0 |
-10 |
14 |
32 |
0.23 |
4348 |
2024/6/12 |
10:18:53 |
|
5 |
10 |
0 |
29 |
46 |
0.38 |
2632 |
2024/6/12 |
10:19:37 |
|
6 |
14 |
0 |
25 |
43 |
0.34 |
2941 |
2024/6/12 |
10:20:08 |
|
7 |
0 |
14 |
22 |
40 |
0.31 |
3226 |
2024/6/12 |
10:20:29 |
|
8 |
-14 |
0 |
16 |
33 |
0.25 |
4000 |
2024/6/12 |
10:20:56 |
|
9 |
0 |
-14 |
18 |
35 |
0.27 |
3704 |
2024/6/12 |
10:21:26 |
|
10 |
10 |
10 |
24 |
41 |
0.33 |
3030 |
2024/6/12 |
10:21:44 |
|
11 |
10 |
10 |
25 |
42 |
0.34 |
2941 |
2024/6/12 |
10:21:58 |
|
12 |
10 |
10 |
19 |
36 |
0.28 |
3571 |
2024/6/12 |
10:22:12 |
|
13 |
10 |
10 |
21 |
38 |
0.3 |
3333 |
2024/6/12 |
10:22:27 |
|
Adatok elemzése (ellenállás) |
||||||||
|
maximális |
Minimális |
átlagos |
Maximális százalékos változás |
Radiális egyenetlenségek |
átlagos százalékos változás |
|||
|
0.38 |
0.23 |
0.302 |
65.22% |
49.18% |
||||
Ellenállás platina bevonat után:
|
Vékonylemez ellenállás |
||||||||
|
Minta azonosítás |
Tartomány (A) |
Áram (mA) |
A szondák közötti átlagos távolság (mm) |
Átmérő (mm) |
Átmérő korrekciós tényező |
Vastagság (mm) |
vastagság korrekciós tényező |
Tapintótávolság korrekciós tényezője |
|
1 |
0.1 |
44.4 |
1 |
40 |
||||
|
Teszt adat |
||||||||
|
Pontok |
X(mm) |
I (mm) |
Előremenő feszültség (μV) |
Fordított feszültség (μV) |
Négyzetes ellenállás mΩ/□ |
Vezetőképesség (s/cm) |
Dátum |
Idő |
|
1 |
0 |
0 |
65 |
83 |
7.4 |
2024/6/12 |
10:38:41 |
|
|
2 |
0 |
10 |
67 |
85 |
7.6 |
2024/6/12 |
10:39:12 |
|
|
3 |
-10 |
0 |
67 |
84 |
7.6 |
2024/6/12 |
10:39:32 |
|
|
4 |
0 |
-10 |
60 |
77 |
6.9 |
2024/6/12 |
10:39:57 |
|
|
5 |
10 |
0 |
81 |
98 |
9 |
2024/6/12 |
10:40:31 |
|
|
6 |
14 |
0 |
70 |
88 |
7.9 |
2024/6/12 |
10:41:12 |
|
|
7 |
0 |
14 |
64 |
82 |
7.3 |
2024/6/12 |
10:41:34 |
|
|
8 |
-14 |
0 |
54 |
71 |
6.3 |
2024/6/12 |
10:42:15 |
|
|
9 |
0 |
-14 |
65 |
83 |
7.4 |
2024/6/12 |
10:42:38 |
|
|
10 |
10 |
10 |
74 |
92 |
8.3 |
2024/6/12 |
10:42:57 |
|
|
11 |
10 |
10 |
72 |
89 |
8.1 |
2024/6/12 |
10:43:12 |
|
|
12 |
10 |
10 |
60 |
77 |
6.9 |
2024/6/12 |
10:43:28 |
|
|
13 |
10 |
10 |
63 |
80 |
7.2 |
2024/6/12 |
10:43:41 |
|
|
Adatok elemzése (lapellenállás) |
||||||||
|
maximális |
Minimális |
átlagos |
Maximális százalékos változás |
Radiális egyenetlenségek |
Átlagos százalékos változás |
|||
|
9 |
6.3 |
7.53 |
42.86% |
35.29% |
||||
Következtetésképpen:
Ellenálláscsökkenés értéke=(átlagos fajlagos ellenállás a bevonat előtt – átlagos ellenállás a bevonat után) / átlagos ellenállás a bevonat előtt
Ellenálláscsökkenési érték {{0}} (0.464-0.302)/0.{5}}.9%
Az ellenállás 34,9%-kal csökkent a platina bevonat előtt és után.
Két másik csoportot is teszteltünk azonos feltételek mellett:
|
Adatok elemzése (lapellenállás) |
|||||
|
maximális |
Minimális |
átlagos |
Maximális százalékos változás |
Radiális egyenetlenségek |
Átlagos százalékos változás |
|
0.56 |
0.36 |
0.432 |
55.56% |
43.48% |
|
Minta: BARE TI{0}} nem platina bevonatú
|
Adatok elemzése (lapellenállás) |
|||||
|
maximális |
Minimális |
átlagos |
Maximális százalékos változás |
Radiális egyenetlenségek |
Átlagos százalékos változás |
|
0.41 |
0.23 |
0.304 |
78.26% |
56.25% |
|
Minta: TI-PT-1-2 platina bevonatú 0,5 μm
Következtetés: Az ellenállás 29,6%-kal csökkent a platina bevonat előtt és után.
|
Adatok elemzése (lapellenállás) |
|||||
|
maximális |
Minimális |
átlagos |
Maximális százalékos változás |
Radiális egyenetlenségek |
Átlagos százalékos változás |
|
0.52 |
0.35 |
0.434 |
48.57% |
39.08% |
|
Minta: BARE TI{0}} nem platina bevonatú
|
Adatok elemzése (lapellenállás) |
|||||
|
maximális |
Minimális |
átlagos |
Maximális százalékos változás |
Radiális egyenetlenségek |
Átlagos százalékos változás |
|
0.38 |
0.24 |
0.303 |
58.33% |
45.16% |
|
Minta: TI-PT-1-3 platina bevonatú 0,5 μm
Következtetés: Az ellenállás 30,2%-kal csökkent a platina bevonat előtt és után.
A galvanizáló eljárási körülményeinkkel feldolgozott platina bevonatú titán filc ellenállása 10%-kal csökken, és a platina bevonat vastagságát csak 0,2~0,3 μm-rel kell növelni. A jövőben is folyamatosan frissítjük teszteredményeinket különböző feltételek mellett, a legprofesszionálisabb műszaki támogatást nyújtjuk Önnek, és együttműködünk az élet minden területéről érkező ügyfelek kutatás-fejlesztési munkájával.
Elkötelezettek vagyunk a galvanizálási folyamat javítása és az átfogóbb vizsgálati adatok felhasználása mellett, hogy ügyfeleinknek professzionálisabb javaslatokat adjunk. Bízunk benne, hogy Önnel együtt felfedezhetjük a jövő energiáit!
Kapcsolódó termékek az ehisenben
