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Titanium coatings deposited by thermal spraying for bipolar plates of PEM electrolysers

Gago, Aldo und Ansar, Asif und Wagner, Norbert und Arnold, Johannes und Friedrich, K. Andreas (2013) Titanium coatings deposited by thermal spraying for bipolar plates of PEM electrolysers. Chapter 06 - session A07. 4th European PEFC and H2 Forum 2 - 5 July 2013, Lucerne Switzerland.

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Kurzfassung

Proton exchange membrane (PEM) electrolysers are promising systems for generating high purity hydrogen. One of the key components of these devices is the separator or bipolar plate. These plates are normally made of Ti since the passive layer of TiO2-x protects it against corrosion in the aggressive environment of a PEM electrolyser. Unfortunately, this metal is expensive and machining the flow channels is complicated. A more suitable material would be stainless steel (SS). However it corrodes when used for bipolar plates. Additionally, Fe and Cr ions poison the membrane electrode assembly (MEA) of the electrolyser. Therefore, the SS bipolar plates have to be protected with a coating that is corrosion resistant in acid environment and conductive. In this work we produced Ti coatings on SS Crofer® 22 H substrates by vacuum plasma spraying (VPS) technique. Several parameters such as the type of nozzle, the powder feed rate, the plasma gas flow (Ar, N2 and H2) were systematically varied. Titanium powder (45 μm) was sprayed in absence of O2 to prevent the formation of TiO2-x, which would reduce the electronic conductivity of the coating. Dense layers of Ti were produced with high plasma enthalpy. XRD measurements revealed that the resulting coatings were pure α-Ti. The densest coating, deposited with 21.27 MJ kg-1, had a leak rate of 4.3 mbar l cm-2. A coating development on SS bipolar plates resulted in low corrosion currents, demonstrating the promise of a good application for PEM electrolysers with bipolar plates made of stainless steel.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/92736/
Dokumentart:Tagungsband
Titel:Titanium coatings deposited by thermal spraying for bipolar plates of PEM electrolysers
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gago, Aldoaldo.gago (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ansar, Asifasif.ansar (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, Norbertnorbert.wagner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Arnold, Johannesjohannes.arnold (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, K. Andreasandreas.friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2 Juli 2013
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:Seiten 11-18
Verlag:4th European PEFC and H2 Forum 2 - 5 July 2013, Lucerne Switzerland
Name der Reihe:Chapter 06 - session A07
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Titanium coating thermal spraying VPS bipolar plates of PEM electrolyser
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Rationelle Energieumwandlung und Nutzung (alt)
HGF - Programmthema:Brennstoffzelle (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E EV - Energieverfahrenstechnik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Gago, Aldo
Hinterlegt am:01 Dez 2014 15:36
Letzte Änderung:31 Jul 2019 19:49

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