ความหนาของการชุบแพลทินัมและความต้านทานสัมพันธ์กันอย่างไร?

Jun 21, 2024 ฝากข้อความ

1. เหตุใดความต้านทานจึงเป็นตัวแปรสำคัญในการผลิตไฮโดรเจนด้วยกระแสไฟฟ้าของ PEM

 

ในกระบวนการผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้า PEM ผ้าสักหลาดไทเทเนียมเคลือบแพลตตินัมถูกใช้เป็นวัสดุชั้นการแพร่กระจายของขั้วบวก และความต้านทานของมันเป็นพารามิเตอร์สำคัญที่ต้องตรวจพบและควบคุม สาเหตุหลักมีดังนี้:

ส่งผลต่อประสิทธิภาพอิเล็กโทรไลซิส

หากความต้านทานของไทเทเนียมเคลือบแพลตตินัมสูงเกินไป มันจะเพิ่มความต้านทานภายในของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ ลดประสิทธิภาพอิเล็กโทรไลซิส และทำให้สูญเสียพลังงานเพิ่มเติม ดังนั้น ความต้านทานของสักหลาดไทเทเนียมเคลือบแพลตตินัมจำเป็นต้องได้รับการควบคุมในระดับที่ต่ำกว่าเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพอิเล็กโทรไลซิส

01

ส่งผลต่อแรงดันไฟฟ้าอิเล็กโทรลิซิส

แรงดันไฟฟ้าในการทำงานของเซลล์อิเล็กโทรไลต์เป็นสัดส่วนกับความต้านทานภายใน ความต้านทานสูงเกินไปของสักหลาดไทเทเนียมเคลือบแพลตตินัมจะต้องการแรงดันไฟฟ้าอิเล็กโทรไลซิสที่สูงขึ้น และเพิ่มการใช้พลังงานของระบบ

02

ส่งผลต่อจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาอิเล็กโทรด

ในฐานะที่เป็นชั้นการแพร่กระจายของแอโนด ความต้านทานของไทเทเนียมเคลือบแพลตตินัมจะส่งผลต่อกระบวนการจลน์ของปฏิกิริยาอิเล็กโทรด เช่น การถ่ายโอนอิเล็กตรอน การแพร่กระจายของก๊าซ ฯลฯ ซึ่งจะส่งผลต่ออัตราของปฏิกิริยาอิเล็กโทรลิซิส

03

ประเมินคุณภาพการเคลือบ

การทดสอบความต้านทานของสักหลาดไทเทเนียมเคลือบแพลตตินัมสามารถประเมินความสม่ำเสมอและความสมบูรณ์ของการเคลือบโดยอ้อม ความต้านทานที่ผิดปกติอาจหมายความว่าการชุบมีข้อบกพร่องหรือไม่สม่ำเสมอ

 

04

โดยสรุป การตรวจจับและควบคุมความต้านทานของสักหลาดไทเทเนียมเคลือบแพลตตินัมมีประโยชน์ในการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้า PEM ลดการใช้พลังงานของระบบ และรับประกันประสิทธิภาพของชั้นการแพร่กระจายของขั้วบวก

 

2. ปัจจัยใดบ้างที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงความต้านทานลดลงก่อนและหลังการชุบแพลตตินัม?

 

1

การนำไฟฟ้าสูงของแพลตตินัม

แพลตตินัมเป็นโลหะมีค่าที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงมาก ซึ่งสูงกว่าไทเทเนียมมาก หลังจากที่แพลตตินัมถูกชุบบนพื้นผิวของสักหลาดไทเทเนียม การมีอยู่ของชั้นแพลตตินัมจะช่วยเพิ่มการนำไฟฟ้าของอิเล็กตรอนโดยรวมได้อย่างมาก ซึ่งช่วยลดความต้านทานได้

 
2

ความหนาของการเคลือบ

ยิ่งการเคลือบแพลตตินัมหนาขึ้น เส้นทางสื่อกระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งนุ่มนวลขึ้นและค่าความต้านทานก็จะยิ่งต่ำลง

 
3

ความสม่ำเสมอของการเคลือบผิว

สารเคลือบมีความสม่ำเสมอที่ดีและสามารถสร้างเครือข่ายนำไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องเพื่อหลีกเลี่ยงการมีอยู่ของพื้นที่ที่มีความต้านทานสูง ส่งผลให้มีความต้านทานโดยรวมลดลง ในทางตรงกันข้าม การเคลือบที่ไม่สม่ำเสมอจะทำให้ความต้านทานเพิ่มขึ้น

 
4

สภาพพื้นผิวของพื้นผิว

ความหยาบของพื้นผิวและข้อบกพร่องของซับสเตรตสักหลาดไทเทเนียมจะส่งผลต่อการยึดเกาะและความสม่ำเสมอของการเคลือบ ซึ่งจะส่งผลต่อความต้านทานขั้นสุดท้าย คุณภาพของการเตรียมพื้นผิวถือเป็นปัจจัยสำคัญ

 
5

พารามิเตอร์กระบวนการเคลือบ

การปรับพารามิเตอร์กระบวนการเคลือบให้เหมาะสม เช่น ความเข้มข้นของอ่าง ความหนาแน่นกระแส และอุณหภูมิสามารถช่วยให้ได้คุณภาพการเคลือบที่เหมาะสมที่สุด และด้วยเหตุนี้จึงลดความต้านทานได้

โดยทั่วไปแล้ว การลดลงของค่าต้านทานของแผ่นไททาเนียมเคลือบแพลตตินัมนั้น ส่วนใหญ่เกิดจากค่าการนำไฟฟ้าที่สูงของแพลตตินัม และมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับปัจจัยหลายประการ เช่น ความหนาของการเคลือบ ความสม่ำเสมอ สถานะของเมทริกซ์ และพารามิเตอร์ของกระบวนการ

 

 

3. ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาของการชุบแพลทินัมกับค่าความต้านทานลดลง

 

1. มีความสัมพันธ์กันอย่างชัดเจนระหว่างความหนาของการเคลือบของสักหลาดไทเทเนียมเคลือบแพลตตินัมกับค่าการลดความต้านทาน โดยทั่วไป ยิ่งการเคลือบหนาขึ้น ความต้านทานก็จะลดลงตามไปด้วย

 

2. การศึกษาพบว่าทุกๆ 1 μm ของความหนาของชั้นเคลือบแพลตตินัม ความต้านทานของแผ่นไทเทเนียมที่ชุบแพลตตินัมจะลดลงประมาณ 10% เนื่องจากการเคลือบที่หนาขึ้นสามารถสร้างโครงข่ายสื่อกระแสไฟฟ้าที่ต่อเนื่องและสมบูรณ์มากขึ้น ทำให้เส้นทางการนำไฟฟ้าของอิเล็กตรอนราบรื่นยิ่งขึ้น ซึ่งช่วยลดความต้านทานโดยรวม

 

3. อย่างไรก็ตาม การเพิ่มขึ้นของความหนาของชั้นเคลือบยังได้รับผลกระทบจากปัจจัยจำกัดบางประการ เช่น วิธีกระบวนการ การใช้วัสดุ และข้อกำหนดด้านความต้านทาน ดังนั้นในการผลิตจริง จึงจำเป็นต้องชั่งน้ำหนักปัจจัยต่างๆ และเลือกความหนาของการเคลือบที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ระดับความต้านทานที่เหมาะสมที่สุด

 

4. นอกจากความหนาของการเคลือบแล้ว ความสม่ำเสมอของการเคลือบ สถานะพื้นผิวของพื้นผิว ความเข้มข้นของสารละลายการชุบ ความหนาแน่นกระแส และพารามิเตอร์กระบวนการอื่น ๆ จะส่งผลต่อความต้านทานของไทเทเนียมเคลือบแพลตตินัม . มีเพียงการพิจารณาปัจจัยที่มีอิทธิพลทั้งหมดอย่างครอบคลุมเท่านั้นที่เราจะสามารถลดความต้านทานลงได้มากที่สุด และปรับปรุงประสิทธิภาพของไทเทเนียมเคลือบแพลตตินัมที่รู้สึกว่าเป็นชั้นการแพร่กระจายของขั้วบวก

 

 

4. ข้อมูลผลิตภัณฑ์ของเรา

 

ตัวอย่างที่ 1: สักหลาดไฟเบอร์ตัดไทเทเนียม (ความพรุน 60%~70% ขนาด 0.4*30*30 มม.) ความหนาของการเคลือบแพลตตินัม 0.3 ไมครอน มีลักษณะดังนี้:

PEM1

 

PEM2

ค่าความต้านทานก่อนการชุบแพลทินัม: 0.28 โอห์ม·ซม. (Ω·ซม.)

ค่าความต้านทานหลังการชุบแพลทินัม: 0.24 โอห์ม·ซม. (Ω·ซม.)

สรุปแล้ว:

ค่าความต้านทานลดลง=(ความต้านทานเฉลี่ยก่อนชุบ - ความต้านทานเฉลี่ยหลังชุบ) / ความต้านทานเฉลี่ยก่อนชุบ

ค่าความต้านทานลดลง {{0}} (0.28-0.24)/0.28 =14.3%

ความต้านทานลดลง 14.3% ก่อนและหลังการชุบแพลตตินัม

 

 

ตัวอย่างที่ 2 สักหลาดไฟเบอร์ไทเทเนียมที่ดึงออกมา (ความพรุน 60%~70% ขนาด 0.4*40*40 มม.) ความหนาของการเคลือบแพลตตินัม 0.5 ไมครอน มีลักษณะดังนี้:

PEM 3

 

PEM4

ผลการทดสอบความต้านทานมีดังนี้:

ความต้านทานก่อนชุบแพลทินัม:

โครงการ: สักหลาดเส้นใยไทเทเนียมที่ดึงออกมา Thk{{0}}.4mm*L40mm*W40mm (หมายเลข: BARE TI-1-1) ความพรุน: 60%~70% ผลการทดสอบความต้านทานเฉลี่ย: 0.464 โอห์ม ·ซม. (Ω·ซม.)

ความต้านทานของแผ่นเวเฟอร์บาง (ความหนาน้อยกว่าหรือเท่ากับ 4 มม.)

การระบุตัวอย่าง

ช่วง (ก)

ปัจจุบัน (mA)

ระยะห่างเฉลี่ยระหว่างโพรบ (มม.)

เส้นผ่านศูนย์กลาง (มม.)

ปัจจัยการแก้ไขเส้นผ่านศูนย์กลาง

ความหนา(มิลลิเมตร)

ปัจจัยการแก้ไขความหนา

ปัจจัยการแก้ไขระยะห่างของโพรบ

1

0.1

17.76

1

40

4.441

0.4

0.9997

1

ข้อมูลการทดสอบ

คะแนน

เอ็กซ์(มิลลิเมตร)

ใช่(มิลลิเมตร)

แรงดันไปข้างหน้า (μV)

แรงดันย้อนกลับ (μV)

ความต้านทาน mΩ.cm

การนำไฟฟ้า(เอส/ซม.)

วันที่

เวลา

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

วิเคราะห์ข้อมูล (ความต้านทาน)

ขีดสุด

ขั้นต่ำ

เฉลี่ย

เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงสูงสุด

ความไม่สม่ำเสมอของรัศมี

เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงโดยเฉลี่ย

0.54

0.41

0.464

31.71%

27.37%

 

20240621141255

ความต้านทานก่อนชุบแพลทินัม:

ตัวต้านทานแบบแผ่นบาง

บัตรประจำตัวตัวอย่าง

ช่วง (ก)

ปัจจุบัน (mA)

ระยะห่างเฉลี่ยระหว่างโพรบ (มม.)

เส้นผ่านศูนย์กลาง (มม.)

ปัจจัยการแก้ไขเส้นผ่านศูนย์กลาง

ความหนา(มิลลิเมตร)

ปัจจัยการแก้ไขความหนา

ปัจจัยการแก้ไขระยะห่างของโพรบ

1

0.1

44.4

1

40

       

ข้อมูลการทดสอบ

คะแนน

เอ็กซ์(มิลลิเมตร)

ใช่(มิลลิเมตร)

แรงดันไปข้างหน้า (μV)

แรงดันย้อนกลับ (μV)

ความต้านทานกำลังสอง mΩ/□

การนำไฟฟ้า(เอส/ซม.)

วันที่

เวลา

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

วิเคราะห์ข้อมูล (ความต้านทานของแผ่น)

ขีดสุด

ขั้นต่ำ

เฉลี่ย

เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงสูงสุด

ความไม่สม่ำเสมอของรัศมี

เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงโดยเฉลี่ย

14.3

8.7

11.52

64.37%

48.70%

 

20240621141758

ความต้านทานไฟฟ้าหลังการชุบแพลทินัม:

โครงการ: เส้นใยไทเทเนียมที่ดึงออกมาสักหลาด Thk0.4mm*L40mm*W40mm (No.: TI-PT-1-1) ความพรุน: 60%~70%

ความหนาของการชุบแพลทินัม: 0.5μm

ผลการทดสอบความต้านทาน: 0.302 โอห์ม·ซม. (Ω·ซม.)

ความต้านทานของแผ่นเวเฟอร์บาง (ความหนาน้อยกว่าหรือเท่ากับ 4 มม.)

บัตรประจำตัวตัวอย่าง

ช่วง (ก)

ปัจจุบัน (mA)

ระยะห่างเฉลี่ยระหว่างโพรบ (มม.)

เส้นผ่านศูนย์กลาง (มม.)

ปัจจัยการแก้ไขเส้นผ่านศูนย์กลาง

ความหนา(มิลลิเมตร)

ปัจจัยการแก้ไขความหนา

ปัจจัยการแก้ไขระยะห่างของโพรบ

1

0.1

17.76

1

40

4.441

0.4

0.9997

1

ข้อมูลการทดสอบ

คะแนน

เอ็กซ์(มิลลิเมตร)

ใช่(มิลลิเมตร)

แรงดันไปข้างหน้า (μV)

แรงดันย้อนกลับ (μV)

ความต้านทาน mΩ.cm

การนำไฟฟ้า(เอส/ซม.)

วันที่

เวลา

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

วิเคราะห์ข้อมูล (ความต้านทาน)

ขีดสุด

ขั้นต่ำ

เฉลี่ย

เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงสูงสุด

ความไม่สม่ำเสมอของรัศมี

เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงโดยเฉลี่ย

0.38

0.23

0.302

65.22%

49.18%

 

20240621142601

 

ความต้านทานหลังการชุบแพลทินัม:

ตัวต้านทานแบบแผ่นบาง

บัตรประจำตัวตัวอย่าง

ช่วง (ก)

ปัจจุบัน (mA)

ระยะห่างเฉลี่ยระหว่างโพรบ (มม.)

เส้นผ่านศูนย์กลาง (มม.)

ปัจจัยการแก้ไขเส้นผ่านศูนย์กลาง

ความหนา(มิลลิเมตร)

ปัจจัยการแก้ไขความหนา

ปัจจัยการแก้ไขระยะห่างของโพรบ

1

0.1

44.4

1

40

       

ข้อมูลการทดสอบ

คะแนน

X(มม.)

ใช่(มิลลิเมตร)

แรงดันไปข้างหน้า (μV)

แรงดันย้อนกลับ (μV)

ความต้านทานกำลังสอง mΩ/□

การนำไฟฟ้า(เอส/ซม.)

วันที่

เวลา

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

วิเคราะห์ข้อมูล (ความต้านทานของแผ่น)

ขีดสุด

ขั้นต่ำ

เฉลี่ย

เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงสูงสุด

ความไม่สม่ำเสมอของรัศมี

เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงโดยเฉลี่ย

9

6.3

7.53

42.86%

35.29%

 

20240621142854

สรุปแล้ว:

ค่าความต้านทานลดลง=(ความต้านทานเฉลี่ยก่อนชุบ - ความต้านทานเฉลี่ยหลังชุบ) / ความต้านทานเฉลี่ยก่อนชุบ

ค่าความต้านทานลดลง {{0}} (0.464-0.302)/0.464=34.9%

ความต้านทานลดลง 34.9% ก่อนและหลังการชุบแพลตตินัม

 

เรายังทดสอบอีกสองกลุ่มภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน:

 

วิเคราะห์ข้อมูล (ความต้านทานของแผ่น)

ขีดสุด

ขั้นต่ำ

เฉลี่ย

การเปลี่ยนแปลงเปอร์เซ็นต์สูงสุด

ความไม่สม่ำเสมอของรัศมี

เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงโดยเฉลี่ย

0.56

0.36

0.432

55.56%

43.48%

 

ตัวอย่าง: BARE TI-1-2 ไม่ได้ชุบทองคำขาว

วิเคราะห์ข้อมูล (แผ่นต้านทาน)

ขีดสุด

ขั้นต่ำ

เฉลี่ย

การเปลี่ยนแปลงเปอร์เซ็นต์สูงสุด

ความไม่สม่ำเสมอของรัศมี

เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงโดยเฉลี่ย

0.41

0.23

0.304

78.26%

56.25%

 

ตัวอย่าง: TI-PT-1-2 ชุบทองคำขาว 0.5μm

 

สรุป: ค่าความต้านทานลดลง 29.6% ก่อนและหลังการชุบแพลตตินัม
 

 

วิเคราะห์ข้อมูล (ความต้านทานของแผ่น)

ขีดสุด

ขั้นต่ำ

เฉลี่ย

เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงสูงสุด

ความไม่สม่ำเสมอของรัศมี

เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงโดยเฉลี่ย

0.52

0.35

0.434

48.57%

39.08%

 

ตัวอย่าง: BARE TI-1-3 ไม่ได้ชุบทองคำขาว

วิเคราะห์ข้อมูล (แผ่นต้านทาน)

ขีดสุด

ขั้นต่ำ

เฉลี่ย

เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงสูงสุด

ความไม่สม่ำเสมอของรัศมี

เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงโดยเฉลี่ย

0.38

0.24

0.303

58.33%

45.16%

 

ตัวอย่าง: TI-PT-1-3 ชุบทองคำขาว 0.5μm

 

สรุป: ความต้านทานลดลง 30.2% ก่อนและหลังการชุบแพลทินัม

 

ความต้านทานของไทเทเนียมเคลือบแพลตตินัมที่ผ่านการประมวลผลโดยใช้เงื่อนไขกระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าของเราลดลง 10% และความหนาของชุบแพลตตินัมจะต้องเพิ่มขึ้นเพียง 0.2~0.3μm เท่านั้น ในอนาคต เราจะอัปเดตผลการทดสอบของเราต่อไปภายใต้เงื่อนไขต่างๆ ให้การสนับสนุนทางเทคนิคอย่างมืออาชีพที่สุดแก่คุณ และให้ความร่วมมือกับงานวิจัยและพัฒนาของลูกค้าจากทุกสาขาอาชีพ

เรามุ่งมั่นที่จะปรับปรุงกระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าและใช้ข้อมูลการทดสอบที่ครอบคลุมมากขึ้นเพื่อให้คำแนะนำแก่ลูกค้าอย่างมืออาชีพมากขึ้น เราหวังว่าจะได้สำรวจพลังงานแห่งอนาคตร่วมกับคุณ!

 

สินค้าที่เกี่ยวข้องในเอฮิเซ็น

 

 

 

ส่งคำถาม