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超聲波噴涂設(shè)備的應(yīng)用之燃料電池
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(diǎn)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**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其中部件—膜電極組件的噴涂。PEM燃料電池是膜電極組件 (MEA)，它包括膜、催化劑層和氣體擴(kuò)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(zhǔn)確、準(zhǔn)確和均勻地將催化劑噴涂到電解質(zhì)膜層上，從而較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(dá)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**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**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**控制涂層圖案和涂層厚度。因此，超聲波噴嘴是適用的選擇。
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。