Aplikace ultrazvukového atomizačního stříkacího zařízení v bateriovém filmovém nástřiku elektrod

120kHz vysokofrekvenční-ultrazvuk je preferovaný proces pro ultra-tenké, ultra-nízké platinové vrstvy katalyzátoru ve vodíkových palivových článcích PEM. Kapičky jsou 15–25μm, bez kávových kroužků, a míra využití platiny je ≥95 %, což dokáže přesně vytvořit membránové elektrody s vysokou ECSA, dlouhou životností a nízkým zatížením.

I. Struktura membránové elektrody a metoda rozprašování

Třívrstvé jádro MEA-

Protonová výměnná membrána (Nafion 211/212) → Katodová Pt/C katalytická vrstva CL → Anoda IrO₂/RuO₂ Katalytická vrstva → GDL plynová difúzní vrstva

Dvě hlavní stříkací trasy

1. Přímé postřikování CCM (hlavní proud):Kaše katalyzátoru se přímo nastříká na membránu pro výměnu protonů a poté se za horka- přitlačí na vrstvu GDL.

Výhody: Extrémně nízký mezifázový odpor, optimální tří{0}}fázové rozhraní, vhodné pro ultra-nízkou masovou produkci platiny.

2. Nástřiková difúzní vrstva GDE:Nastříkejte uhlíkový papír/uhlíkovou tkaninu a poté přilepte membránu pro výměnu protonů.

Výhody: Membrána je méně náchylná k poškození, vhodná pro velkoplošnou hromadnou výrobu.

II. Složení Pt/C katodové pasty (120 kHz vyhrazené)

* Poměr: Pt/C: pojivo Nafion=2: 1

* Obsah pevných látek: 8–12 % hmotn. (zlatý rozsah)

* Viscosity: 15–30 cP, strictly prohibited >35 cP, aby se zabránilo ucpání trysky

* Rozpouštědlo: směs ethanolu a deionizované vody, ultrazvukově dispergované po dobu 30 minut + vícestupňová filtrace

* Kontraindikace: Obsah pevných látek<5% easily leads to agglomeration and sagging; Solid content >15 % extrémně snadno způsobí ucpání trysky a zhoršení poréznosti

III. 120kHz standardní procesní parametry MEA

* Ultrazvuková frekvence: 120 kHz

* Ultrasonic Power: 40–60 W (>60W přísně zakázáno, protože poškodí membránu pro výměnu protonů)

* Průtoková rychlost kaše: 0,05–0,3 ml/min (pro ultra-nízké platinové ultratenké vrstvy)

* Vzdálenost trysek: 50–80 mm

* Rychlost skenování: 8–20 mm/s, serpentinový vratný kříž

* Nosný plyn (N₂): 0,02–0,04 MPa, nízkotlaké tvarování, aby se zabránilo poškození membrány

* Zahřívání substrátu: 50–70 stupňů, rychlé schnutí, inhibice migrace a aglomerace platiny

* Cílová náplň platiny: 0,05–0,2 mg/cm², jednotnost CV<3%