1. Per què és la resistivitat un paràmetre important en la producció d'hidrogen per electròlisi PEM?
En el procés de producció d'hidrogen per electròlisi PEM, el feltre de titani recobert de platí s'utilitza com a material de capa de difusió d'ànode i la seva resistivitat és un paràmetre clau que cal detectar i controlar. Els motius principals són els següents:
Afecta l'eficiència de l'electròlisi
Si la resistivitat del feltre de titani recobert de platí és massa alta, augmentarà la resistència interna de la cel·la electrolítica, reduirà l'eficiència de l'electròlisi i provocarà pèrdua d'energia addicional. Per tant, la resistivitat del feltre de titani recobert de platí s'ha de controlar a un nivell inferior per millorar l'eficiència de l'electròlisi.
01
Afecta la tensió d'electròlisi
La tensió de funcionament de la cel·la electrolítica és proporcional a la resistència interna. Una resistivitat excessivament alta del feltre de titani recobert de platí requerirà una tensió d'electròlisi més alta i augmentarà el consum d'energia del sistema.
02
Afecta la cinètica de reacció dels elèctrodes
Com a capa de difusió de l'ànode, la resistivitat del feltre de titani recobert de platí afectarà els processos cinètics de la reacció de l'elèctrode, com ara la transferència d'electrons, la difusió de gas, etc., afectant així la velocitat de la reacció d'electròlisi.
03
Avaluar la qualitat del recobriment
La prova de la resistivitat del feltre de titani recobert de platí pot avaluar indirectament la uniformitat i la integritat del recobriment. Una resistivitat anormal pot significar que el revestiment és defectuós o desigual.
04
En resum, detectar i controlar la resistivitat del feltre de titani recobert de platí és beneficiós per optimitzar l'eficiència de la producció d'hidrogen electrolític PEM, reduir el consum d'energia del sistema i garantir el rendiment de la capa de difusió de l'ànode.
2. Quins factors estan relacionats amb el canvi de caiguda de resistivitat abans i després del platí?
Alta conductivitat del platí
El platí és un metall preciós amb una conductivitat elèctrica extremadament alta, molt superior a la del titani. Després de xapar el platí a la superfície del feltre de titani, la presència de la capa de platí millora considerablement la conductivitat electrònica general, reduint així la resistivitat.
Gruix del recobriment
Com més gruixut sigui el recobriment de platí, més suau serà el camí conductor i menor serà la resistivitat.
Uniformitat del recobriment
El recobriment té una bona uniformitat i pot formar una xarxa conductora contínua per evitar l'existència de zones d'alta resistència, obtenint així una menor resistivitat global. Per contra, un recobriment desigual farà que la resistivitat augmenti.
Estat de la superfície del substrat
La rugositat superficial i els defectes del substrat de feltre de titani afectaran l'adhesió i la uniformitat del recobriment, afectant així la resistivitat final. La qualitat de la preparació de la superfície és un factor important.
Paràmetres del procés de recobriment
L'optimització dels paràmetres del procés de recobriment, com ara la concentració del bany, la densitat de corrent i la temperatura, pot ajudar a obtenir una qualitat de recobriment ideal i, per tant, reduir la resistivitat.
En general, la disminució de la resistivitat del feltre de titani recobert de platí es deu principalment a l'alta conductivitat del platí i està estretament relacionada amb molts factors com ara el gruix del recobriment, la uniformitat, l'estat de la matriu i els paràmetres del procés.
3. La relació entre el gruix del platí i el valor de caiguda de resistivitat
1. Hi ha una clara correlació entre el gruix del recobriment del feltre de titani recobert de platí i el seu valor de reducció de la resistivitat. En termes generals, com més gruixut és el recobriment, més gran és la caiguda de resistivitat.
2. Els estudis han demostrat que per cada 1 μm d'augment del gruix de la capa de platí, la resistivitat del feltre de titani platejat es pot reduir en un 10%. Això es deu al fet que un recobriment més gruixut pot formar una xarxa conductora més contínua i completa, proporcionant un camí de conducció més suau per als electrons, reduint així la resistència global.
3. Tanmateix, l'augment del gruix del recobriment també es veu afectat per alguns factors limitants, com els mètodes de procés, el consum de material i els requisits de resistivitat. Per tant, en la producció real, cal sospesar diversos factors i seleccionar un gruix de recobriment raonable per obtenir el nivell de resistivitat ideal.
4. A més del gruix del recobriment, la uniformitat del recobriment, l'estat superficial del substrat, la concentració de la solució de revestiment, la densitat de corrent i altres paràmetres del procés també afectaran la resistivitat del feltre de titani recobert de platí. . Només tenint en compte de manera exhaustiva tots els factors que influeixen podem reduir la resistivitat al màxim i millorar el rendiment del feltre de titani recobert de platí com a capa de difusió de l'ànode.
4. Les nostres dades de producte
Mostra 1: tall de feltre de fibra de titani (porositat 60% ~ 70%, mida 0,4 * 30 * 30 mm), gruix de recobriment de platí 0,3 micres, caracteritzat de la següent manera:
Valor de resistivitat abans del platí: 0,28 ohm·cm (Ω·cm)
Valor de resistivitat després del platí: 0,24 ohm·cm (Ω·cm)
En conclusió:
Valor de caiguda de resistivitat=(resistivitat mitjana abans del xapat - resistivitat mitjana després del xapat)/resistivitat mitjana abans del xapat
Valor de caiguda de resistivitat {{0}} (0.28-0,24)/0.{28 =14,3%
La resistivitat va disminuir un 14,3% abans i després del platí.
Mostra 2, feltre de titani de fibra estirada (porositat 60% ~ 70%, mida 0,4 * 40 * 40 mm), gruix de recobriment de platí 0,5 micres, caracteritzat de la següent manera:
Els resultats de la prova de resistivitat són els següents:
Resistivitat abans del platí:
|
Projecte: feltre de fibra de titani dibuixat Thk{{0}}.4mm*L40mm*W40mm (Núm.: BARE TI-1-1), porositat: 60%~70%, resultat mitjà de la prova de resistivitat: 0,464 ohm ·cm (Ω·cm) |
||||||||
|
Resistivitat de l'hòstia fina (gruix inferior o igual a 4 mm) |
||||||||
|
Identificació de la mostra |
Interval (A) |
Corrent (mA) |
Distància mitjana entre sondes (mm) |
Diàmetre (mm) |
Factor de correcció del diàmetre |
Gruix (mm) |
factor de correcció de gruix |
Factor de correcció de l'espaiat de la sonda |
|
1 |
0.1 |
17.76 |
1 |
40 |
4.441 |
0.4 |
0.9997 |
1 |
|
Dades de prova |
||||||||
|
Punts |
X (mm) |
Y (mm) |
Tensió directa (μV) |
Tensió inversa (μV) |
Resistivitat mΩ.cm |
Conductivitat (s/cm) |
Data |
Temps |
|
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 |
|
Analitzar dades (resistivitat) |
||||||||
|
màxim |
Mínim |
mitjana |
Variació percentual màxima |
Desnivell radial |
canvi percentual mitjà |
|||
|
0.54 |
0.41 |
0.464 |
31.71% |
27.37% |
||||
Resistència abans del platí:
|
Resistència de làmina fina |
||||||||
|
Identificació de la mostra |
Interval (A) |
Corrent (mA) |
Distància mitjana entre sondes (mm) |
Diàmetre (mm) |
Factor de correcció del diàmetre |
Gruix (mm) |
factor de correcció de gruix |
Factor de correcció de l'espaiat de la sonda |
|
1 |
0.1 |
44.4 |
1 |
40 |
||||
|
Dades de prova |
||||||||
|
Punts |
X (mm) |
Y (mm) |
Tensió directa (μV) |
Tensió inversa (μV) |
Resistència quadrada mΩ/□ |
Conductivitat (s/cm) |
Data |
Temps |
|
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 |
|
|
Analitzar dades (resistència del full) |
||||||||
|
màxim |
Mínim |
mitjana |
Variació percentual màxima |
Desnivell radial |
Canvi per cent mitjà |
|||
|
14.3 |
8.7 |
11.52 |
64.37% |
48.70% |
||||
Resistivitat després del platí:
|
Projecte: feltre de fibra de titani dibuixat Thk0.4mm*L40mm*W40mm (Núm.: TI-PT-1-1), porositat: 60%~70% Gruix de la placa de platí: 0,5μm Resultat de la prova de resistivitat: 0,302 ohm·cm (Ω·cm) |
||||||||
|
Resistivitat de l'hòstia fina (gruix inferior o igual a 4 mm) |
||||||||
|
Identificació de la mostra |
Interval (A) |
Corrent (mA) |
Distància mitjana entre sondes (mm) |
Diàmetre (mm) |
Factor de correcció del diàmetre |
Gruix (mm) |
factor de correcció de gruix |
Factor de correcció de l'espaiat de la sonda |
|
1 |
0.1 |
17.76 |
1 |
40 |
4.441 |
0.4 |
0.9997 |
1 |
|
Dades de prova |
||||||||
|
Punts |
X (mm) |
Y (mm) |
Tensió directa (μV) |
Tensió inversa (μV) |
Resistivitat mΩ.cm |
Conductivitat (s/cm) |
Data |
Temps |
|
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 |
|
Analitzar dades (resistivitat) |
||||||||
|
màxim |
Mínim |
mitjana |
Variació percentual màxima |
Desnivell radial |
canvi percentual mitjà |
|||
|
0.38 |
0.23 |
0.302 |
65.22% |
49.18% |
||||
Resistència després del platí:
|
Resistència de làmina fina |
||||||||
|
Identificació de la mostra |
Interval (A) |
Corrent (mA) |
Distància mitjana entre sondes (mm) |
Diàmetre (mm) |
Factor de correcció del diàmetre |
Gruix (mm) |
factor de correcció de gruix |
Factor de correcció de l'espaiat de la sonda |
|
1 |
0.1 |
44.4 |
1 |
40 |
||||
|
Dades de prova |
||||||||
|
Punts |
X (mm) |
Y (mm) |
Tensió directa (μV) |
Tensió inversa (μV) |
Resistència quadrada mΩ/□ |
Conductivitat (s/cm) |
Data |
Temps |
|
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 |
|
|
Analitzar dades (resistència del full) |
||||||||
|
màxim |
Mínim |
mitjana |
Variació percentual màxima |
Desnivell radial |
Canvi per cent mitjà |
|||
|
9 |
6.3 |
7.53 |
42.86% |
35.29% |
||||
En conclusió:
Valor de caiguda de resistivitat=(resistivitat mitjana abans del xapat - resistivitat mitjana després del xapat)/resistivitat mitjana abans del xapat
Valor de caiguda de resistivitat {{0}} (0.464-0,302)/0.{464=34,9%
La resistivitat va disminuir un 34,9% abans i després del platí.
També vam provar altres dos grups amb les mateixes condicions:
|
Analitzar dades (resistència del full) |
|||||
|
màxim |
Mínim |
mitjana |
Variació percentual màxima |
Desnivell radial |
Canvi per cent mitjà |
|
0.56 |
0.36 |
0.432 |
55.56% |
43.48% |
|
Mostra: BARE TI-1-2 no platejat
|
Analitzar dades (resistència del full) |
|||||
|
màxim |
Mínim |
mitjana |
Variació percentual màxima |
Desnivell radial |
Canvi per cent mitjà |
|
0.41 |
0.23 |
0.304 |
78.26% |
56.25% |
|
Mostra: TI-PT-1-2 platejat 0,5μm
Conclusió: la resistivitat va baixar un 29,6% abans i després del platí.
|
Analitzar dades (resistència del full) |
|||||
|
màxim |
Mínim |
mitjana |
Variació percentual màxima |
Desnivell radial |
Canvi per cent mitjà |
|
0.52 |
0.35 |
0.434 |
48.57% |
39.08% |
|
Mostra: BARE TI-1-3 no platejat
|
Analitzar dades (resistència del full) |
|||||
|
màxim |
Mínim |
mitjana |
Variació percentual màxima |
Desnivell radial |
Canvi per cent mitjà |
|
0.38 |
0.24 |
0.303 |
58.33% |
45.16% |
|
Mostra: TI-PT-1-3 platejat 0,5μm
Conclusió: la resistivitat va baixar un 30,2% abans i després del platí.
La resistivitat del feltre de titani recobert de platí processat amb les nostres condicions de procés de galvanoplastia es redueix en un 10%, i el gruix de platí només s'ha d'augmentar en 0,2 ~ 0,3μm. En el futur, continuarem actualitzant els nostres resultats de proves en diferents condicions, oferir-vos el suport tècnic més professional i cooperant amb el treball d'investigació i desenvolupament de clients de tots els àmbits de la vida.
Estem compromesos a millorar el procés de galvanoplastia i utilitzar dades de prova més completes per oferir als clients suggeriments més professionals. Esperem explorar l'energia del futur amb vosaltres!
Productes relacionats a ehisen
