チタンファイバーフェルトは、純チタンまたはチタン合金の繊維をフェルト状に加工した素材です。 このタイプのフェルト材料は、通常、チタン繊維を使用した焼結、プレス、またはその他の加工技術によって製造されます。 チタン繊維フェルトは、優れた耐高温性と耐食性を示し、熱工学、航空宇宙、化学工学などの産業で幅広い用途に使用されています。 良好な熱伝導性と電気伝導性、および一定の機械的強度と安定性を備えているため、高温環境での断熱、濾過、吸着などの用途に適しています。
チタン繊維フェルトアノードガス拡散層
焼結チタン繊維フェルトは、プラチナ触媒堆積の基材として機能します。 使用したサンプルは直径 30 mm、厚さ 1 mm の円形で、気孔率は 70% を超えています。 具体的な治療手順は以下の通りです。
酸化膜除去
チタンフェルトは、室温での pH 値 0.5 の硝酸とフッ化水素酸をベースとした電解酸溶液に浸漬されています。 次に、2.5V の電圧がフェルトに印加され、チタン表面の陽極溶解が引き起こされます。
アルゴンガス洗浄
純水ですすいだ後、チタン加工物の表面はアルゴン中でプラズマ処理され、チタン表面に残っている汚染物質が除去されます。
メッキ
連続プラズマ物理洗浄プロセスが実行され、その後、脱イオン水でさらに洗浄されます。 チタン繊維は、アルゴン環境下で電気化学的方法を使用して直ちにプラチナでメッキされます。 パラメータは、pH 値 8、温度 50 度に設定されます。 電気めっきプロセスは、基準電極に対して -3.2V の一定のカソード電圧で 10 分間実行されます。 この電気めっきプロセス中、チタン電極は、接続された 2 つの基準電極の間に電気的に配置されます。 オン時間は 10 ミリ秒に設定され、オフ時間は 56.7 ミリ秒に設定され、各サイクルのデューティ サイクルは 15% になります。 電気めっきプロセスの 2 番目の部分は、さらに 10 分間繰り返されます。
MEAアセンブリ
電極には、5 wt.% エタノール中のプロトン伝導性イオノマー溶液が含浸され、その後白金でメッキされています。 溶液はエアブラシを使用して電極上にキャストされ、チタンベースの電極は加熱されたサンプルホルダーに接続されています。 電極表面からのエタノールの蒸発を促進するために、温度を 60 度に設定します。
バイポーラ プレート構成に組み立てると、合計 20 セットになります。
チタンフェルトにプラチナコーティング
下の顕微鏡画像は、プラチナでコーティングされた焼結チタン繊維を示しています。 フェルトの外側にある繊維はコーティング全体をシールドできます。この効果は、一次電池内の電場分布によって説明されます (作用電極が 2 つの対電極の間に位置し、それらに平行である)。 このコーティングは、白金ナノ粒子の長期安定した付着を保証するのに十分である。 次の画像は、パルス メッキ プロセスを使用して電気メッキされたチタン ファイバー上に堆積されたプラチナ粒子の顕微鏡写真を示しています。
