HT-PEMFC 用の厚さ 0.6 mm のチタン繊維フェルトは、高温で動作する従来の GDL に特有の炭素腐食の問題を排除します。 160 度を超える HT-PEMFC 環境では、炭素-ベースの拡散層の酸化劣化が促進されますが、チタンは動作ウィンドウ全体にわたって不活性のままです。この焼結チタン繊維フェルトは、完全に相互接続された三次元細孔チャネルを備えた 60-80% の気孔率を実現し、カソードでの酸素輸送と水蒸気除去を最適化します。 0.6mm の厚さは、機械的安定性とガス透過性のバランスをとり、スタック圧縮下でも十分な構造的完全性を維持しながらオーム抵抗を最小限に抑えます。高純度チタン繊維（グレード 1）は超高温真空焼結を経て、均一な細孔径分布と強力な繊維結合を保証します。-時間の経過とともに接触抵抗が変動するカーボンペーパーの代替品とは異なり、チタン基板は熱サイクル全体にわたって本質的に安定した導電性を提供します。用途は、耐食性拡散媒体を必要とする高温-PEMFCシステム-、直接メタノール燃料電池スタック、リン酸燃料電池コンポーネントなど多岐にわたります。フェルトの圧縮性により、触媒層とバイポーラプレートの両方との共形接触が確保され、長時間のスタック操作で効率を維持するために重要な界面損失が低減されます。

物質輸送を最適化するように設計された、HT-PEMFC 用の厚さ 0.6 mm のチタン繊維フェルトは、耐久性を犠牲にすることなくカーボン GDL に匹敵する透過係数を達成します。-金属繊維構造は、従来の基材の炭素繊維バインダーを徐々に溶解する酸性膜分解生成物に耐えます。 70% の範囲内の気孔率は迅速なガス拡散をサポートし、厚さ 0.6 mm が十分な水分管理能力を提供します。-厚いフェルトは余分な生成水を保持し、薄いフェルトは機械的サポートを損ないます。表面処理オプションには、導電性を高めるためのプラチナコーティングや、多孔性を損なうことなく耐フラッディング性を向上させるための低負荷 (5 wt%) での PTFE 疎水性処理が含まれます。三次元繊維ネットワークは、触媒層の界面に高い比表面積を提供し、圧縮アセンブリの接触抵抗を 10 mΩ・cm2 未満に低減します。劣化する炭素ベースの GDL の代替品を求める高温-スタックのメーカー-は、HT- PEMFC システムに特徴的な過酷な動作条件下での化学的不活性、電気的性能、機械的耐久性の組み合わせのために、このチタンフェルトを採用しています。カスタマイズ可能な寸法はさまざまなスタック形状に対応し、厚さの公差は ±0.02mm に保たれ、生産バッチ全体で一貫したスタックアセンブリを実現します。

製品仕様

材質：GR1チタン

サイズ: 100*100mm

厚さ：0.6mm

気孔率: 70%

技術: 焼結

製品の特長

06mm Thickness Titanium Fiber Felt for HT-PEMFC 4

カーボン-フリーの耐食性

0.6 mm のチタン繊維フェルトは、酸性 HT-PEMFC 動作条件（160 ～ 200 度）下で CO₂ に変換される、カーボン-ベースの GDL に特有の酸化劣化を排除します。この焼結チタン構造は化学的に不活性なままであり、攻撃的な電気化学的環境において長期安定性を提供します。-

最適化されたガス透過性

完全に相互接続された三次元繊維ネットワークを備えた高い空隙率（60 ～ 80%）により、迅速な酸素輸送と触媒層全体への均一な反応物質の分布が可能になり、高い電流密度での濃度分極損失が低減されます。-

安定した導電性

熱サイクルによる接触抵抗のドリフトに悩まされるカーボンペーパー GDL とは異なり、チタン基板は厚さ全体にわたって本質的に安定したオーム抵抗を実現し、界面接触抵抗はスタック効率を維持するための臨界閾値未満に維持されます。

優れた熱管理

チタンの優れた熱伝導率と 0.6 mm の薄さの組み合わせにより、膜電極アセンブリからの急速な熱放散が促進され、局所的なホットスポットが防止され、リン酸ドープ PBI 膜の最適な動作温度が維持されます。-

06mm Thickness Titanium Fiber Felt for HT-PEMFC 3

06mm Thickness Titanium Fiber Felt for HT-PEMFC 2

高温での寸法安定性-

焼結繊維構造は、変形やクリープを起こすことなく最大 480 度の温度での連続運転に耐え、燃料電池の耐用年数全体にわたって一貫したガス拡散特性と機械的サポートを保証します。

耐浸水性の強化

厚さ 0.6 mm は、水分管理に最適なバランスをとっています。機械的なサポートを提供するのに十分な厚さと、製品の水分保持を防ぐのに十分な薄さです。低 PTFE 添加量 (5 wt%) と組み合わせると、このフェルトはカソードフラッディングの防止において未処理の基材やすべてのカーボン GDL よりも優れた性能を発揮します。

カスタマイズ可能な表面処理

チタンフェルト基材は、多孔性を大幅に低下させることなく、導電性と酸化防止を強化するためのプラチナコーティング (白金化チタンフェルト) や、水分除去を向上させるための PTFE 疎水処理を容易に受け入れます。どちらのオプションも、高圧（1～3 bar）酸素環境下での動作寿命を延長します。-

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HT-PEMFC の製品アプリケーション

リン酸ドープ PBI 膜スタック内のカソード-側ガス拡散層（GDL）- – 0.6 mm のフェルトがカソード上の従来のカーボンペーパー GDL を置き換え、160 ～ 200 度の動作条件下で生成物の水蒸気と廃熱を除去しながら、流れ場チャネルから触媒層に酸素を供給します。

直接メタノール HT-PEMFC 内のアノード-側水素拡散媒体 – アノードに配置され、触媒-で覆われた膜全体に水素またはメタノール改質物を均一に分散させ、高温-の直接メタノール燃料電池システムにおける局所的な燃料枯渇と炭素腐食を防ぎます。

触媒-でコーティングされた膜と金属製バイポーラプレートの間の界面接触層 – 圧縮可能な多孔質輸送層として挿入され、スタックのクランプ圧力の変動に対応し、高圧縮 HT-PEMFC アセンブリの膜に穴を開けることなくコンフォーマルな電気接触を確保します。-

Fuel Cell Stack Temperature in Mid-to-High Temperature Fuel Cells

膜-電極アセンブリ（MEA）製造における薄い触媒層堆積用の基板 – スプレーまたはドクターブレードによってアノードまたはカソード触媒インクを塗布するための直接支持体として使用され、その後膜に焼結{1}結合されて、HT-PEMFC 単セルまたはショートスタック用の統合電極構造を形成します。

デッドエンド HT-PEMFC 動作における水蒸気管理媒体 – カソードに配置され、相互接続された細孔ネットワークを介した生成水の受動的除去を促進し、アクティブな加湿が最小限に抑えられるデッドエンドアノードまたはクローズドカソード燃料電池構成での浸水リスクを軽減します。-

エンドプレート冷却チャネルに隣接する熱分配層 – エンドバイポーラプレートと最外側の MEA の間に配置され、大きなアクティブエリアセル (100 cm² 以上) 全体の温度勾配を均一化し、高-電流-密度 HT-PEMFC 動作中の入口領域近くのホットスポットを防ぎます。

腐食しやすいバイポーラプレート界面のチタンメッシュの代替品 - グラファイト複合材またはコーティングされたステンレス鋼バイポーラプレートを使用して、HT-PEMFC スタックの適合性拡散層として適用され、長時間の熱サイクルにわたって低い界面接触抵抗を維持しながら、プレート表面を酸の攻撃から保護します。

蛇行または交互かみ合わせチャネル設計用のガス流路インサート – 機械加工された流路チャネルに直接挿入して二次流れ分配器として機能し、バルクガス流をマイクロスケールの流路に分解し、既存のバイポーラプレート設計を変更することなく触媒層界面での反応物の利用率を向上させます。-