在以为基础的电解器组件中增强耐腐蚀性,通过固态度调节的原子层沉积TiO膜
Kesong Wang1, Adam Paxson2, Thomas I Valdez2
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, University of California San Diego, La Jolla, San Diego, California 92093, United States.
ACS applied materials & interfaces
|June 28, 2024
概括
这项研究表明,薄薄的氧化涂层增强了的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
背景情况:
- (Ti) 是质子交换膜 (PEM) 水电解阳极的标准,因为它具有耐腐蚀性.
- 的高成本限制了通过水电解广泛生产气.
- (Al) 提供了一个更便宜的替代品,但需要增强的防腐蚀保护.
研究的目的:
- 研究使用涂有氧化 (TiO) 的基板作为PEM水电解器阳极的低成本替代的潜力.
- 为了提高氧气演变潜力的酸性环境中的的耐腐蚀性.
主要方法:
- 原子层沉积 (ALD) 用于在基板上沉积无针孔,富含氧气空隙的TiO涂层.
- 优化了ALD参数,以控制粗的表面上的静态度,空隙度和符合性涂层.
- 在高电位 (2.4V与NHE) 和低pH条件下评估了耐腐蚀性.
主要成果:
- 优化的TiO涂层显著提高了基板在酸性介质中的耐腐蚀性.
- 实现了低TiO溶解率,大约为6nm年-1.
- 在模拟的工业条件下 (2.4V,低pH),损耗接近零ppb.
结论:
- 在上涂40纳米TiO涂层显示出替代PEM水电解器中昂贵的元件的潜力.
- 这种方法可以显著降低生产成本.
- 涂层预计将提供超过60,000小时的耐用性作为阳极电流收集器.


