Schichtentwicklung für die potenzielle Anwendung in der PEM-Wasserelektrolyse

Die Polymerelektrolytmembran-Wasserelektrolyse (PEMWE) ist eine Elektrolysetechnik für die Wasserstoffherstellung. Die Bipolarplatte (BPP) und die poröse Transportschicht (PTL) aus Titan sind zwei kostenintensive Komponenten in den Elektrolyseuren der PEMWE. In der Forschung wurde der Einsatz des Vakuumplasmaspritzens (VPS) für die Fertigung von BPP und PTL bereits evaluiert. Im Rahmen dieser Veröffentlichung wird die Herstellung der PTL mit dem Atmosphärischen Plasmaspritzen (APS) untersucht. Durch den Verzicht auf Vakuumtechnik könnten die Prozesskosten gesenkt werden. In der Arbeit werden zwei Titanpulver mit dem Drei-Kathoden-Plasmaspritzen verarbeitet. Die Spritzparameter werden in Bezug auf die Schichtporosität und die Oxidation des Titans zunächst mit Stahlsubstrat entwickelt. Darauf basierend werden dünne Titanstreckmetalle als PTL beschichtet. Die Schichtstruktur und die Phasenzusammensetzung der Beschichtungen werden mithilfe von Rasterelektronenmikroskopie (REM) sowie Röntgenbeugungsanalyse (XRD) untersucht.