在眾多的金屬材料中，鈦和鈦合金具有低密度、高強度、耐腐蝕等特點，今天就一起來整理下它在PEM電解槽上的應用，主要用于雙極板和氣體擴散層。

電解水制氫分類及組件，圖源自瑞麟科技

PEM電解槽是眾多制氫技術的一種，采用聚氟磺酸膜做質子交換膜，以純水為反應物，具有產氫純度高、結構及工藝簡單、安全性高等特點，同時更適應快速變化的可再生能源電力輸入，從而備受行業青睞。

因為采用全氟磺酸（PFSA）膜，導致PEM電解槽的工作環境偏酸性，再加上陽極側的高電壓和氧氣釋放形成了惡劣的氧化環境，所以PEM電解槽的雙極板、氣體擴散層等結構需要具備耐腐蝕的性能，可選材料有石墨、不銹鋼、鈦等，各有優劣，而鈦的綜合性能更優一些。

1.鈦氣體擴散層

即使在酸性和高陽極電位下，鈦也是腐蝕性最小的材料，并且相對容易形成各種類型的多孔介質。因此，鈦網/氈/泡沫/燒結粉末可用作PEMWE陽極的GDL。

以鈦氈為例，其生產工藝流程為：挑選優質海綿鈦——根據鈦氈金屬含量要求定制工藝制成鈦晶體——鍛造成所需形狀——鈦板機加工成鈦纖維——鈦纖維進行鋪制——高溫燒結制得多孔鈦氈。

鈦氈氣體擴散層，浙江玖昱

下面羅列一些鈦電極、鈦氈、鈦材相關企業：

• 蘇州市楓港鈦材設備制造有限公司
• 西安菲爾特金屬過濾材料股份有限公司
• 浙江玖昱科技有限公司
• 寶雞市盈高金屬材料有限公司
• 寶雞隆盛有色金屬有限公司
• 寶雞鈦業股份有限公司
• 云南鈦業股份有限公司
• 西安莊信新材料科技有限公司
• 北京維科盛泰科技有限公司
• 湖南湘投金天科技集團有限公司
• 中鈦國創（青島）科技有限公司
• 河北宙斯盾金屬材料有限公司
• 四川博爾斯邁科技有限公司
  
• 新鄉市勝達過濾凈化技術有限公司
• 廣東新力新材料有限公司

   

2.鈦雙極板

與石墨相比，鈦具有優異的耐蝕性、低的初始電阻率、良好的機械強度和輕的重量，是目前PEMWE的最佳板材材料，通常會在鈦表面鍍有貴金屬或鉑族金屬，以滿足高壓和氧化環境下的耐用性和性能要求。

目前鈦雙極板主要是采用蝕刻工藝，未來PEM電解槽大規模商用后，有望轉向沖壓工藝。

鈦雙極板的蝕刻工藝流程是：開料—裁切—清洗—涂布—烘干—曝光—顯影—蝕刻—脫膜—檢測—出貨。

鈦雙極板可以鍍金或鍍鉑，可以降低內阻，提高耐腐蝕性，鍍膜方法有物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）、水熱法等。

PEM鈦極板，金益泉

鈦雙極板相關企業：

• 深圳市金泉益科技有限公司
• 南通卓力達金屬科技有限公司
• 深圳市騰鑫精密電子芯材科技有限公司
• 浙江菲爾特過濾科技股份有限公司
• 東莞感恩蝕刻科技有限公司
• 深圳市艾科維精密科技有限公司
• 廣東專精汽車零部件科技有限公司
• 深圳市鑫科銳金屬制品有限公司

以上就是鈦金屬在PEM電解槽上的應用整理，總得來說鈦的綜合性能優異，可以被應用于PEM電解槽的氣體擴散層和雙極板，為了提高耐腐蝕要求，通常還鍍上貴金屬，結果進一步提升了電解槽的制造成本，如何從材料、工藝方面降本增效成為當下企業的關注重點。

原文始發于微信公眾號（艾邦氫科技網）：鈦金屬在PEM電解槽上的應用：氣體擴散層、雙極板等