超声波雾化喷嘴喷涂燃料电池的优点

来源：杭州谷邦超声波科技有限公司 2022年09月20日 13:23

各种各样的燃料电池在阳（用于氧化燃料并将其转换为质子或氢阳离子以及电子）和阴（将氢阳离子和氧转换为水）处均使用催化剂。通常使用贵金属，纳米碳或其他基于纳米材料作为催化剂。这种催化剂材料先需要合成，然后喷涂在电表面上以用于燃料电池。

超声波喷嘴可以将催化剂材料均匀喷涂在燃料电池的电或膜基材上。合成后的催化剂颗粒通常处于悬浮的状态，需要将其均匀的喷涂在燃料电池的电或膜上。通常，需要以连续的薄层形式施加涂层以达到所需的厚度和电性能。当使用的某些喷涂方法包括浸涂、空气雾化喷嘴、超声波喷嘴、丝网印刷机、手动刷涂。

传统的喷涂方法的限制 #

使用浸涂技术，很难同时控制厚度和均匀性。
压力喷嘴初用于喷涂。它们的缺点是需要稍微复杂的系统（用于产生压力），大量的材料浪费和环境污染，这对于进行喷涂的人员来说尤其危险。
空气雾化喷雾阀会产生过多的喷雾，容易堵塞，产生不均匀的喷雾形式，并且难以维持对液体流速的控制。
丝网印刷技术适合于施加厚涂层，并且施加薄层的能力非常有限。
手动刷涂技术本质上是主观的，因为它依赖于操作员的技能。

超声波雾化喷涂的优点

喷涂

超声波雾化器喷嘴可将催化剂准确，且均匀地涂布在燃料电池的基材上，从而程度地减少了过喷，从而将浪费降至。燃料电池催化剂作为清洁，可持续能源未来的一部分。为了提率并降低氢燃料电池的制造成本，正在进行大量的努力。许多注意力集中在电池堆上，特别是催化剂涂层的膜和气体扩散层。在电池堆中使用了许多涂层，其中许多涂层需要薄薄地涂覆。如果均匀地覆盖涂层并且没有缺陷，则可以提高燃料电池的性能。

超声波喷嘴可产生更柔软，更有效的喷雾，可以控制喷雾图案的形状以及地启动和停止液体喷雾，因此能够产生了更加均匀的涂层。超声波已用于许多与燃料电池相关的技术，例如质子交换膜（PEM）燃料电池，气体扩散层（GDL），固体氧化物燃料电池，电和电解质膜。

避免过量喷涂

超声波喷嘴产生柔和的低速喷雾，从而程度地减少了过量喷雾。当使用低速气体来塑造超声雾化器的喷雾羽流时，昂贵材料的转移效率是可能的。该技术可实现较大的流量调节比，从而程度地提高了雾化平台的灵活性。大孔口和超声波使雾化高固体物质成为可能，而无需担心堵塞。喷嘴的钛金属结构使其对许多溶剂具有高度惰性，因此具有很高的可靠性和较长的使用寿命。

高均匀度

超声波喷涂技术可以制备高均匀度，高致密性的碳基燃料电池催化剂涂层。例如，铂碳，钯碳，钌碳和其他全电池催化剂涂层可以紧凑，均匀地沉积在Nafion质子交换膜上，而不会出现溶胀现象。因此，超声喷涂技术被广泛认为是生产燃料电池质子交换膜电的关键工艺。超声波喷涂系统应用于Siansonic Technology生产的燃料电池涂层中，可以喷涂各种不同的金属合金，包括制备铂镍，铱和钌基燃料电池催化剂涂层，以及制造PEM，GDL，DMFC （直接甲醇燃料电池）和SOFC（固体氧化物燃料电池）。

使用超声波喷嘴，可将喷雾溶液均匀化，可有效控制液滴尺寸（喷嘴频率会影响液滴尺寸），并可分配微雾量，从而确保组成和结构的均匀性以及所得薄膜和图案的精度。物料浪费保持在水平，设备操作者的风险较小。

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