(1) 제품설명

고분자전해질막 연료전지 ( PEMFC = Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell ) 의 캐소드 ( Cathode ) 의 확산층 및 집전체로 폼 – 필터 또는 익스팬디드메탈을 , 전기화학적 수소펌프 ( EHP = Electrochemical Hydrogen Pump ) 의 확산체 및 집전체로 다공판의 적용을 검토할 수 있습니다. 기타 모든 전기화학적 또는 수소정제 등의 용도로 확산체로 폼- 필터의 적용을 검토할 수 있습니다.

그리고 대부분의 산업 분야에서는 PEM ( Polymer Electrolyte Membrane : 고분자 전해질막 ) 전해조 ( Electrolyzers ) 를 애노드 공급 모드로 작동시키고 있으며, 이 PEM 전해조 하드웨어는 애노드에 탄소 기반의 가스확산층 ( Carbon GDL = Gas Diffusion Layer ) 을 사용할 수 없습니다. 탄소는 반응 중에 즉시 CO2 ( 매질이 산성인 경우 ) 또는 탄산염 이온 ( 매질이 염기성인 경우 ) 으로 산화되기 때문입니다. 즉 탄소 GDL은 빠르게 소모되어 PEM 전해조의 셀 및 스택의 압축 불량을 초래하고, 결과적으로 저항이 높아지고 성능이 저하됩니다.

수소 측 ( 캐소드) 에는 탄소 GDL 재료를 산화시킬 산소가 없으므로 탄소 천 ( Carbon Cloth ) 이나 탄소 종이 ( Carbon Paper ) 를 사용할 수 있습니다.

결론적으로 티타늄 확산체는 PEM 전해조 산소 발생 전극의 우수한 확산 매체 역할을 할 뿐만 아니라, 캐소드 공급 PEM 전해조인 경우 ( 캐소드가 산소 발생 전극인 경우 ) 에는 캐소드 확산 매체로도 적용할 수 있습니다.

구체적으로는 PEMWE ( Polymer Electrolyte Membrane Water Electrolyzer ) 의 단위셀 및 스택의 애노드 또는 캐소드 확산체 ( 확산 매체 ) 로 사용할 수 있으며 전기화학적 산소 농축기, 전기화학적 불활성기, 특정 종류의 배터리 ( 예: 산화환원 흐름 전지 ) 도 반응물의 종류와 관계없이 확산 매체로 티타늄 확산체 ( Titanium Diffusion Layer ) 를 활용할 수 있습니다.

PEM 전해조가 고압 ( 1~3bar ) 에서 작동하는 경우 산소의 존재가 영향을 미치며 순수한 티타늄 확산체의 표면은 높은 산소 압력 하에서 소직경 섬유 또는 다른 형태 ( 판, 메쉬, 폼 ) 의 표면에 전기적으로 절연된 산화막 ( TiO2 ) 을 빠르게 형성합니다. 이 산화막은 전기 절연체 역할을 하는 전체 시스템의 효율에 영향을 미치고, 셀의 계면 저항을 증가시켜 전기화학적 성능을 저하시킵니다. 따라서 금이나 백금 코팅을 적용하면 이러한 산화막 형성을 방지할 수 있으며 티타늄 표면의 백금화는 일반적인 전기분해 조건에서 전기 전도성을 띠고 화학적으로 안정된 코팅을 생성합니다. 따라서 티타늄의 수명이 연장되어 고성능과 긴 수명이 요구되는 분야에 이상적이며 TiO2 형성을 방지하면 전해조 또는 의도된 전기화학적 장치의 전기화학적 성능이 크게 안정화됩니다.

티타늄 다공체 ( Titanium Porous Layer ) / 티타늄 확산체 ( Titanium Diffusion Layer ) 의 형태 및 종류는 다음과 같고 필요에 따라서 백금을 코팅하여 사용합니다.

*. 티타늄 폼 - 필터 ( Titanium Foam – Filter )

*. 티타늄 다공판 ( Titanium Porous Plate )

*. 티타늄 익스팬디드 메탈 ( Titanium Expanded Metal )

*. 티타늄 섬유 - 펠트 ( Titanium Fiber - Felt )

*. 티타늄 메쉬 – 스크린 ( Titanium Mesh – Screen )

 

(2) 제품 종류

티타늄 폼 - 필터 ( Titanium Foam – Filter )

티타늄 다공판 ( Titanium Porous Plate )

티타늄 익스팬디드 메탈 ( Titanium Expanded Metal )

티타늄 섬유 - 펠트 ( Titanium Fiber - Felt )

티타늄 메쉬 – 스크린 ( Titanium Mesh – Screen )