Mi az ultrahangos membrán elektród bevonat?
A protoncserélő membrán üzemanyagcellák tiszta kibocsátású, hatékony és alacsony hőmérsékletű{0}}üzemanyag-forrásként nagy figyelmet keltettek a mobil és helyhez kötött alkalmazásokban. A PEMFC tervezésében a membránelektródák (MEA) fontos elemei, amelyek membránból, elektródából, gázdiffúziós rétegből (GDLS) és tömítésből állnak. A membránelektróda összeszerelési technológia jelentős hatással van a protoncserélő membrán üzemanyagcellák teljesítményére és tartósságára. A leggyakoribb MEA gyártási módszer katalitikus bevonatok (CCMS) vagy gázdiffúziós elektródák (GDES) előállításán alapul. A gyártási folyamat során az anód- és katódréteget közvetlen bevonattal vagy jelölésátvitellel viszik fel a membránra.
A membránelektróda-előkészítési módszer alapelve, hogy a katalizátorszuszpenziót a protoncserélő membrán vagy a gázdiffúziós réteg felületére töltik, majd a protoncserélő membránt, a katalitikus réteget, a keretet és a gázdiffúziós réteget melegsajtolással vagy ragasztással együtt laminálják a membránelektróda előkészítésének befejezéséhez. Jelenleg a katalizátorszuszpenzió betöltésére használt módszerek közé tartozik az ultrahangos permetezés, az elektromos permetezés, a szitanyomás, a transzfernyomás, az ecsettel, a porlasztással, az elektrokémiai leválasztással és a közvetlen bevonással.
Az ultrahangos bevonatrendszer rendkívül tartós és egyenletes szénalapú katalizátortinta bevonatot tud előállítani az üzemanyagcellák és a protoncserélő membrán (PEM) elektrolizátorok, például a Nafion elektrolízise során, anélkül, hogy a membrán deformálódna. PEM üzemanyagcellákban GDL, elektródák, különféle elektrolit membránok és szilárd oxid üzemanyagcellák homogén katalizátor bevonatainak felhordásakor koromtintát, politetrafluoretilén kötőanyagot, kerámia szuszpenziót, platinát és egyéb nemesfémeket tartalmazó permetező szuszpenziót kell használni. Más fémötvözetek, köztük fém-oxid szuszpenziók platina, nikkel, irídium és ruténium üzemanyagcella-katalizátor bevonatokban is előállíthatók ultrahangos permetezéssel PEM üzemanyagcellák, polimer elektrolit membrán (PEM) elektrolitok, DMFC (közvetlen metanol üzemanyagcellák) és SOFC (nagy terhelésű szilárd oxid cellás üzemanyagcellák) előállítására.
Az ultrahangos membrán elektróda bevonat előnyei:
Az ultrahangos permetezési módszerrel előállított membránelektróda magas automatizálással, nagy hatékonysággal, alacsony gyártási költséggel rendelkezik, és megfelel a mennyiségi gyártás követelményeinek. Az ultrahanggal permetezett membránban a platina felhasználási aránya elérheti a 90%-ot, csökkentve az anyagfelhasználást, és így megtakarítva a drága katalizátortinta használatát. Az ultrahanghullámokkal kapcsolatos több éves kísérleti kutatás után ultrahangos permetező berendezést fejlesztettek ki a membránelektródák ultrahangos permetezéssel történő előkészítésére.
