超聲波噴涂設(shè)備的應(yīng)用之燃料電池超聲波噴涂設(shè)備的應(yīng)用之燃料電池

燃料電池具有多項優(yōu)勢,，燃料電池可以以比內(nèi)燃機更高的效率運行。燃料電池的排放比內(nèi)燃機低,。氫燃料電池只排放水,，因此不會排放二氧化碳，也不會在運行時產(chǎn)生煙霧和導(dǎo)致健康問題的空氣污染物,。因此,，作為清潔能源的燃料電池也被大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。

燃料電池的組件噴涂是生產(chǎn)燃料電池中的重要環(huán)節(jié),。超聲波噴涂系統(tǒng)由于其噴涂均勻,、高噴涂效率等特點被用于燃料電池的組件噴涂。下文主要介紹關(guān)于燃料電池的核心組件,、超聲波噴涂系統(tǒng)等內(nèi)容,。

燃料電池

關(guān)于燃料電池的噴涂主要涉及到它的核心部件—膜電極組件的噴涂。PEM燃料電池的核心是膜電極組件 (MEA),，它包括膜,、催化劑層和氣體擴散層 (GDL)。以下主要介紹高分子電解質(zhì)膜與催化劑層,。

聚合物電解質(zhì)膜,，或 PEM（也稱為質(zhì)子交換膜是一種經(jīng)過特殊處理的材料，只傳導(dǎo)帶正電的離子并阻擋電子。PEM 是燃料電池技術(shù)的關(guān)鍵,，它只允許必要的離子通過陽極和陰極之間,。在高分子電解質(zhì)膜的兩側(cè)需要添加一層催化劑，一側(cè)是陽極層,，另一側(cè)是陰極層,。在陽極側(cè)，催化劑使氫分子能夠分裂成質(zhì)子和電子,。在陰極側(cè),，催化劑通過與陽極產(chǎn)生的質(zhì)子反應(yīng)生成水，從而使氧還原,。

超聲波噴涂系統(tǒng)

用于燃料電池的催化劑材料可通過超聲波噴嘴合成,，然后再噴涂到聚合物電解質(zhì)膜表面以用于燃料電池。超聲波噴涂系統(tǒng)可用于準確,、精確和均勻地將催化劑噴涂到電解質(zhì)膜層上，從而最大限度地減少過度噴涂,，這對于噴涂設(shè)備優(yōu)化,、可重復(fù)性、可持續(xù)性和成本節(jié)約等起到較大的作用,。

通常,，燃料電池的膜層需要連續(xù)薄涂層以達到所需的厚度、質(zhì)地和電性能,。使用傳統(tǒng)的空氣霧化噴霧閥容易導(dǎo)致過度噴涂,，堵塞的情況，而且容易產(chǎn)生不均勻的噴霧并且難以維持精確控制液體流量,。超聲波噴嘴能夠產(chǎn)生柔軟,、有效的噴霧且均勻的涂層。此外,，還能精準控制噴霧的形狀以及設(shè)備的啟動和停止程序,。超聲波噴涂可精確控制涂層圖案和涂層厚度。因此,，超聲波噴嘴是更加適用的選擇,。

超聲波噴嘴可用于通過化學(xué)氣相沉積或噴霧熱解技術(shù)合成燃料電池催化劑納米材料。超聲波噴嘴還可用于將催化劑材料噴涂在電極或膜基材上,。合成后的催化劑顆粒通常會懸浮,，形成“墨水"，然后需要將其適量噴涂到電極或膜上以用于燃料電池,。超聲波噴涂技術(shù)非常適用于各種高溫和低溫 PEM,、DMFC 和 SOFC 燃料電池。