超聲波霧化噴嘴噴涂燃料電池的優(yōu)點(diǎn)

更新時(shí)間：2022-09-20

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各種各樣的燃料電池在陽(yáng)（用于氧化燃料并將其轉換為質(zhì)子或氫陽(yáng)離子以及電子）和陰（將氫陽(yáng)離子和氧轉換為水）處均使用催化劑。通常使用貴金屬，納米碳或其他基于納米材料作為催化劑。這種催化劑材料先需要合成，然后噴涂在電表面上以用于燃料電池。

超聲波噴嘴可以將催化劑材料均勻噴涂在燃料電池的電或膜基材上。合成后的催化劑顆粒通常處于懸浮的狀態(tài)，需要將其均勻的噴涂在燃料電池的電或膜上。通常，需要以連續的薄層形式施加涂層以達到所需的厚度和電性能。當使用的某些噴涂方法包括浸涂、空氣霧化噴嘴、超聲波噴嘴、絲網(wǎng)印刷機、手動(dòng)刷涂。

傳統的噴涂方法的限制 #

使用浸涂技術(shù)，很難同時(shí)控制厚度和均勻性。
壓力噴嘴初用于噴涂。它們的缺點(diǎn)是需要稍微復雜的系統（用于產(chǎn)生壓力），大量的材料浪費和環(huán)境污染，這對于進(jìn)行噴涂的人員來(lái)說(shuō)尤其危險。
空氣霧化噴霧閥會(huì )產(chǎn)生過(guò)多的噴霧，容易堵塞，產(chǎn)生不均勻的噴霧形式，并且難以維持對液體流速的控制。
絲網(wǎng)印刷技術(shù)適合于施加厚涂層，并且施加薄層的能力非常有限。
手動(dòng)刷涂技術(shù)本質(zhì)上是主觀(guān)的，因為它依賴(lài)于操作員的技能。

超聲波霧化噴涂的優(yōu)點(diǎn)

噴涂

超聲波霧化器噴嘴可將催化劑準確，且均勻地涂布在燃料電池的基材上，從而程度地減少了過(guò)噴，從而將浪費降至。燃料電池催化劑作為清潔，可持續能源未來(lái)的一部分。為了提率并降低氫燃料電池的制造成本，正在進(jìn)行大量的努力。許多注意力集中在電池堆上，特別是催化劑涂層的膜和氣體擴散層。在電池堆中使用了許多涂層，其中許多涂層需要薄薄地涂覆。如果均勻地覆蓋涂層并且沒(méi)有缺陷，則可以提高燃料電池的性能。

超聲波噴嘴可產(chǎn)生更柔軟，更有效的噴霧，可以控制噴霧圖案的形狀以及地啟動(dòng)和停止液體噴霧，因此能夠產(chǎn)生了更加均勻的涂層。超聲波已用于許多與燃料電池相關(guān)的技術(shù)，例如質(zhì)子交換膜（PEM）燃料電池，氣體擴散層（GDL），固體氧化物燃料電池，電和電解質(zhì)膜。

避免過(guò)量噴涂

超聲波噴嘴產(chǎn)生柔和的低速?lài)婌F，從而程度地減少了過(guò)量噴霧。當使用低速氣體來(lái)塑造超聲霧化器的噴霧羽流時(shí)，昂貴材料的轉移效率是可能的。該技術(shù)可實(shí)現較大的流量調節比，從而程度地提高了霧化平臺的靈活性。大孔口和超聲波使霧化高固體物質(zhì)成為可能，而無(wú)需擔心堵塞。噴嘴的鈦金屬結構使其對許多溶劑具有高度惰性，因此具有很高的可靠性和較長(cháng)的使用壽命。

高均勻度

超聲波噴涂技術(shù)可以制備高均勻度，高致密性的碳基燃料電池催化劑涂層。例如，鉑碳，鈀碳，釕碳和其他全電池催化劑涂層可以緊湊，均勻地沉積在Nafion質(zhì)子交換膜上，而不會(huì )出現溶脹現象。因此，超聲噴涂技術(shù)被廣泛認為是生產(chǎn)燃料電池質(zhì)子交換膜電的關(guān)鍵工藝。超聲波噴涂系統應用于Siansonic Technology生產(chǎn)的燃料電池涂層中，可以噴涂各種不同的金屬合金，包括制備鉑鎳，銥和釕基燃料電池催化劑涂層，以及制造PEM，GDL，DMFC （直接甲醇燃料電池）和SOFC（固體氧化物燃料電池）。

使用超聲波噴嘴，可將噴霧溶液均勻化，可有效控制液滴尺寸（噴嘴頻率會(huì )影響液滴尺寸），并可分配微霧量，從而確保組成和結構的均勻性以及所得薄膜和圖案的精度。物料浪費保持在水平，設備操作者的風(fēng)險較小。

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超聲波霧化噴嘴噴涂燃料電池的優(yōu)點(diǎn)

傳統的噴涂方法的限制 #

超聲波霧化噴涂的優(yōu)點(diǎn)

噴涂

避免過(guò)量噴涂

高均勻度