1. Zašto je otpornost važan parametar u proizvodnji vodika PEM elektrolizom?
U procesu proizvodnje vodika PEM elektrolizom, titanski filc obložen platinom koristi se kao materijal za sloj anodnog difuzijskog sloja, a njegov otpor je ključni parametar koji treba detektirati i kontrolirati. Glavni razlozi su sljedeći:
Utječu na učinkovitost elektrolize
Ako je otpornost filca od titana obloženog platinom previsoka, to će povećati unutarnji otpor elektrolitičke ćelije, smanjiti učinkovitost elektrolize i uzrokovati dodatni gubitak energije. Stoga, otpornost platinom obloženog titanskog filca treba kontrolirati na nižoj razini kako bi se poboljšala učinkovitost elektrolize.
01
Utječu na napon elektrolize
Radni napon elektrolitičke ćelije proporcionalan je unutarnjem otporu. Pretjerano visoka otpornost titanskog filca obloženog platinom zahtijevat će viši napon elektrolize i povećati potrošnju energije sustava.
02
Utječu na kinetiku reakcije elektrode
Kao anodni difuzijski sloj, otpornost platinom obloženog titanskog pusta utjecat će na kinetičke procese reakcije elektrode, kao što su prijenos elektrona, difuzija plina itd., čime će utjecati na brzinu reakcije elektrolize.
03
Procijenite kvalitetu premaza
Ispitivanje otpornosti titanskog filca obloženog platinom može neizravno procijeniti jednolikost i cjelovitost premaza. Abnormalni otpor može značiti da je oplata neispravna ili neravna.
04
Ukratko, otkrivanje i kontroliranje otpornosti titanskog filca obloženog platinom korisno je za optimizaciju učinkovitosti PEM elektrolitičke proizvodnje vodika, smanjenje potrošnje energije sustava i osiguranje performansi anodnog difuzijskog sloja.
2. Koji su čimbenici povezani s promjenom pada otpora prije i nakon platiniranja?
Visoka vodljivost platine
Platina je plemeniti metal s iznimno visokom električnom vodljivošću, puno većom od titana. Nakon što se platina nanese na površinu titanskog filca, prisutnost platinastog sloja uvelike povećava ukupnu elektronsku vodljivost, čime se smanjuje otpornost.
Debljina premaza
Što je platinasti sloj deblji, to je vodljivi put glatkiji i manji otpor.
Jednolikost premaza
Premaz ima dobru jednolikost i može formirati kontinuiranu vodljivu mrežu kako bi se izbjeglo postojanje područja visokog otpora, čime se postiže niži ukupni otpor. Naprotiv, neravnomjeran premaz uzrokovat će povećanje otpora.
Stanje površine podloge
Površinska hrapavost i nedostaci podloge od filca od titana utjecat će na prionjivost i ujednačenost premaza, čime će utjecati na konačnu otpornost. Kvaliteta pripreme površine je važan faktor.
Parametri procesa premazivanja
Optimizacija parametara procesa premazivanja kao što su koncentracija kupke, gustoća struje i temperatura mogu pomoći u postizanju idealne kvalitete premaza i time smanjiti otpornost.
Općenito, smanjenje otpornosti titanskog filca obloženog platinom uglavnom je posljedica visoke vodljivosti platine i usko je povezano s mnogim čimbenicima kao što su debljina premaza, jednolikost, stanje matrice i parametri procesa.
3. Odnos između debljine platinske oplate i vrijednosti pada otpora
1. Postoji jasna korelacija između debljine premaza platinom obloženog titanskog filca i njegove vrijednosti smanjenja otpora. Općenito govoreći, što je sloj deblji, to je veći pad otpora.
2. Studije su pokazale da se za svakih 1 μm povećanja debljine sloja prevučenog platinom, otpornost filca prevučenog platinom od titana može smanjiti za oko 10%. To je zato što deblji premaz može formirati kontinuiraniju i cjelovitiju vodljivu mrežu, pružajući glatkiju stazu vodljivosti za elektrone, čime se smanjuje ukupni otpor.
3. Međutim, na povećanje debljine premaza utječu i neki ograničavajući čimbenici, kao što su procesne metode, potrošnja materijala i zahtjevi otpornosti. Stoga je u stvarnoj proizvodnji potrebno odvagnuti različite čimbenike i odabrati razumnu debljinu premaza kako bi se dobila idealna razina otpora.
4. Osim debljine premaza, ujednačenost premaza, stanje površine supstrata, koncentracija otopine za nanošenje, gustoća struje i drugi parametri procesa također će utjecati na otpornost titanskog filca presvučenog platinom . Samo sveobuhvatnim razmatranjem svih utjecajnih čimbenika možemo u najvećoj mjeri smanjiti otpornost i poboljšati performanse platinom obloženog titanskog filca kao anodnog difuzijskog sloja.
4. Podaci o našim proizvodima
Uzorak 1: Titanski filc od vlakana za rezanje (poroznost 60%~70%, veličina 0,4*30*30 mm), debljina platinaste prevlake 0,3 mikrona, karakterizirano kako slijedi:
Vrijednost otpora prije presvlačenja platinom: 0,28 ohm·cm (Ω·cm)
Vrijednost otpora nakon platiniranja: 0,24 ohm·cm (Ω·cm)
U zaključku:
Vrijednost pada otpora=(prosječni otpor prije nanošenja - prosječni otpor nakon nanošenja) / prosječni otpor prije nanošenja
Vrijednost pada otpora {{0}} (0.28-0.24)/0.28 =14.3%
Otpornost se smanjila za 14,3% prije i nakon platiniranja.
Uzorak 2, titanski filc od izvučenih vlakana (poroznost 60%~70%, veličina 0,4*40*40 mm), debljina platinske prevlake 0,5 mikrona, karakteriziran kako slijedi:
Rezultati ispitivanja otpornosti su sljedeći:
Otpornost prije platiniranja:
|
Projekt: vučeni filc od titanskih vlakana Thk{{0}}.4mm*L40mm*W40mm (br.: BARE TI-1-1), poroznost: 60%~70%, prosječni rezultat ispitivanja otpornosti: 0,464 ohma ·cm (Ω·cm) |
||||||||
|
Otpornost tanke ploče (debljina manja ili jednaka 4 mm) |
||||||||
|
Identifikacija uzorka |
Raspon (A) |
Struja (mA) |
Prosječna udaljenost između sondi (mm) |
Promjer (mm) |
Faktor korekcije promjera |
Debljina (mm) |
faktor korekcije debljine |
Faktor korekcije razmaka sondi |
|
1 |
0.1 |
17.76 |
1 |
40 |
4.441 |
0.4 |
0.9997 |
1 |
|
Testni podaci |
||||||||
|
Bodovi |
X (mm) |
Y (mm) |
Napon naprijed (μV) |
Povratni napon (μV) |
Otpornost mΩ.cm |
Vodljivost (s/cm) |
Datum |
Vrijeme |
|
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 |
|
Analizirajte podatke (otpornost) |
||||||||
|
maksimum |
Minimum |
prosjek |
Maksimalni postotak promjene |
Radijalna neravnina |
prosječna postotna promjena |
|||
|
0.54 |
0.41 |
0.464 |
31.71% |
27.37% |
||||
Otpornost prije platiniranja:
|
Otpornik od tankog lima |
||||||||
|
Identifikacija uzorka |
Raspon (A) |
Struja (mA) |
Prosječna udaljenost između sondi (mm) |
Promjer (mm) |
Faktor korekcije promjera |
Debljina (mm) |
faktor korekcije debljine |
Faktor korekcije razmaka sondi |
|
1 |
0.1 |
44.4 |
1 |
40 |
||||
|
Testni podaci |
||||||||
|
Bodovi |
X (mm) |
Y (mm) |
Napon naprijed (μV) |
Povratni napon (μV) |
Četvrtasti otpor mΩ/□ |
Vodljivost (s/cm) |
Datum |
Vrijeme |
|
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 |
|
|
Analizirajte podatke (otpor ploče) |
||||||||
|
maksimum |
Minimum |
prosjek |
Maksimalni postotak promjene |
Radijalna neravnina |
Prosječna postotna promjena |
|||
|
14.3 |
8.7 |
11.52 |
64.37% |
48.70% |
||||
Otpornost nakon platiniranja:
|
Projekt: vučeni filc od titanskih vlakana Thk0.4mm*D40mm*W40mm (br.: TI-PT-1-1), poroznost: 60%~70% Debljina platinastog sloja: 0.5μm Rezultat ispitivanja otpornosti: 0,302 ohm·cm (Ω·cm) |
||||||||
|
Otpornost tanke ploče (debljina manja ili jednaka 4 mm) |
||||||||
|
Identifikacija uzorka |
Raspon (A) |
Struja (mA) |
Prosječna udaljenost između sondi (mm) |
Promjer (mm) |
Faktor korekcije promjera |
Debljina (mm) |
faktor korekcije debljine |
Faktor korekcije razmaka sondi |
|
1 |
0.1 |
17.76 |
1 |
40 |
4.441 |
0.4 |
0.9997 |
1 |
|
Testni podaci |
||||||||
|
Bodovi |
X (mm) |
Y (mm) |
Napon naprijed (μV) |
Povratni napon (μV) |
Otpornost mΩ.cm |
Vodljivost (s/cm) |
Datum |
Vrijeme |
|
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 |
|
Analizirajte podatke (otpornost) |
||||||||
|
maksimum |
Minimum |
prosjek |
Maksimalni postotak promjene |
Radijalna neravnina |
prosječna postotna promjena |
|||
|
0.38 |
0.23 |
0.302 |
65.22% |
49.18% |
||||
Otpornost nakon platiniranja:
|
Otpornik od tankog lima |
||||||||
|
Identifikacija uzorka |
Raspon (A) |
Struja (mA) |
Prosječna udaljenost između sondi (mm) |
Promjer (mm) |
Faktor korekcije promjera |
Debljina (mm) |
faktor korekcije debljine |
Faktor korekcije razmaka sondi |
|
1 |
0.1 |
44.4 |
1 |
40 |
||||
|
Testni podaci |
||||||||
|
Bodovi |
X (mm) |
Y (mm) |
Napon naprijed (μV) |
Povratni napon (μV) |
Četvrtasti otpor mΩ/□ |
Vodljivost (s/cm) |
Datum |
Vrijeme |
|
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 |
|
|
Analizirajte podatke (otpor ploče) |
||||||||
|
maksimum |
Minimum |
prosjek |
Maksimalni postotak promjene |
Radijalna neravnina |
Prosječna postotna promjena |
|||
|
9 |
6.3 |
7.53 |
42.86% |
35.29% |
||||
U zaključku:
Vrijednost pada otpora=(prosječni otpor prije nanošenja - prosječni otpor nakon nanošenja) / prosječni otpor prije nanošenja
Vrijednost pada otpora {{0}} (0.464-0.302)/0.464=34.9%
Otpornost se smanjila za 34,9% prije i nakon platiniranja.
Također smo testirali dvije druge grupe pod istim uvjetima:
|
Analizirajte podatke (otpor ploče) |
|||||
|
maksimum |
Minimum |
prosjek |
Maksimalni postotak promjene |
Radijalna neravnina |
Prosječna postotna promjena |
|
0.56 |
0.36 |
0.432 |
55.56% |
43.48% |
|
Uzorak: BARE TI-1-2 nije presvučen platinom
|
Analizirajte podatke (otpor ploče) |
|||||
|
maksimum |
Minimum |
prosjek |
Maksimalni postotak promjene |
Radijalna neravnina |
Prosječna postotna promjena |
|
0.41 |
0.23 |
0.304 |
78.26% |
56.25% |
|
Uzorak: TI-PT-1-2 platinirano 0.5μm
Zaključak: Otpornost je pala za 29,6% prije i nakon platiniranja.
|
Analizirajte podatke (otpor ploče) |
|||||
|
maksimum |
Minimum |
prosjek |
Maksimalni postotak promjene |
Radijalna neravnina |
Prosječna postotna promjena |
|
0.52 |
0.35 |
0.434 |
48.57% |
39.08% |
|
Uzorak: BARE TI-1-3 nije presvučen platinom
|
Analizirajte podatke (otpor ploče) |
|||||
|
maksimum |
Minimum |
prosjek |
Maksimalni postotak promjene |
Radijalna neravnina |
Prosječna postotna promjena |
|
0.38 |
0.24 |
0.303 |
58.33% |
45.16% |
|
Uzorak: TI-PT-1-3 platinirano 0.5μm
Zaključak: Otpornost je pala za 30,2% prije i nakon platiniranja.
Otpor platinom obloženog titanskog filca obrađenog korištenjem naših uvjeta procesa galvanizacije smanjen je za 10%, a platinasto presvučenu debljinu potrebno je samo povećati za 0.2~0.3μm. U budućnosti ćemo nastaviti ažurirati naše rezultate testiranja pod različitim uvjetima, pružiti vam najprofesionalniju tehničku podršku i surađivati s istraživačkim i razvojnim radom kupaca iz svih sfera života.
Posvećeni smo poboljšanju procesa galvanizacije i korištenju sveobuhvatnijih podataka o ispitivanju kako bismo kupcima pružili profesionalnije prijedloge. Radujemo se istraživanju buduće energije s vama!
Srodni proizvodi u ehisen
