Hvad er ultralydsmembranelektrodebelægning?
Protonudvekslingsmembranbrændselsceller, som en ren emission, effektiv og lavtemperaturdriftsstrømkilde, har tiltrukket sig stor opmærksomhed for mobile og stationære applikationer. I designet af PEMFC er membranelektrodesamling (MEA) en vigtig komponent bestående af membran, elektrode, gasdiffusionslag (GDLS) og pakning. Membranelektrodesamlingsteknologien har en væsentlig indflydelse på ydeevnen og holdbarheden af protonudvekslingsmembranbrændselsceller. Den mest almindelige MEA-fremstillingsmetode er afhængig af produktionen af katalytiske belægninger (CCMS) eller gasdiffusionselektroder (GDES). Under fremstillingsprocessen påføres anode- og katodelagene på membranen gennem direkte belægning eller mærkningsoverførsel.
Det grundlæggende princip for membranelektrodefremstillingsmetoden er at påfylde katalysatoropslæmningen på overfladen af protonudvekslingsmembranen eller gasdiffusionslaget og derefter laminere protonudvekslingsmembranen, det katalytiske lag, rammen og gasdiffusionslaget sammen ved varmpresning eller binding for at fuldføre forberedelsen af membranelektroden. På nuværende tidspunkt omfatter de metoder, der anvendes til katalysatoropslæmning, ultralydssprøjtning, elektrisk spray, serigrafi, transfertryk, børstning, sputtering, elektrokemisk aflejring og direkte belægning.
Ultralydsbelægningssystemet kan producere meget holdbare og ensartede kulstofbaserede katalysatorblækbelægninger under elektrolyseprocessen af brændselsceller og protonudvekslingsmembran (PEM) elektrolysatorer såsom Nafion, uden at forårsage membrandeformation. I PEM-brændselsceller GDL, Ved afsætning af homogene katalysatorbelægninger på elektroder, forskellige elektrolytmembraner og fastoxidbrændselsceller er det nødvendigt at bruge en spraysuspension indeholdende carbon black-blæk, polytetrafluorethylenbindemiddel, keramisk opslæmning, platin og andre ædelmetaller. Andre metallegeringer, herunder metaloxidsuspensioner i platin-, nikkel-, iridium- og ruthenium-brændselscellekatalysatorbelægninger, kan også fremstilles ved hjælp af ultralydssprøjtning til fremstilling af PEM-brændselsceller, polymerelektrolytmembran (PEM) elektrolytter, DMFC (direkte methanolbrændselsceller) og SOFC (fastoxiderende højeffektive brændselsceller med fast oxid og høj belastningsevne).
Fordele ved ultralydsmembranelektrodebelægning:
Membranelektroden fremstillet ved ultralydssprøjtemetoden har høj automatisering, høj effektivitet, lave produktionsomkostninger og kan opfylde kravene til kvantitativ produktion. Udnyttelsesgraden af platin i membranen sprøjtet med ultralyd kan nå omkring 90%, hvilket reducerer materialeforbruget og sparer dermed brugen af dyrt katalysatorblæk. Efter flere års eksperimentel forskning i ultralydsbølger er ultralydssprøjteudstyr blevet udviklet til at forberede membranelektroder gennem ultralydssprøjtning.
