Jak používat ultrazvukovou atomizaci k postřiku kaše elektrodového katalyzátoru?

Tato technologie používá ultrazvukové vibrace k atomizaci kaše katalyzátoru do malých kapiček, které jsou pak přesně uloženy na povrch substrátu za vzniku jednotného vysokofrekvenčního elektrodového povlaku.

I. Technický princip
Základní proces ultrazvukového atomizačního postřiku kaše elektrodového katalyzátoru lze rozdělit do dvou fází: atomizaci a depozice.

1.1 Stadium ultrazvukové atomizace
Kaše katalyzátoru (sestávající z částic katalyzátoru, rozpouštědla, pořadače atd.) Je doručena do ultrazvukové atomizační trysky prostřednictvím přívodního systému. Ultrazvukový převodník (obvykle piezoelektrický keramický materiál) ve trysky generuje vysokofrekvenční mechanické vibrace (obvykle 10 - 180 kHz), když je vzrušen vysokofrekvenčním elektrickým signálem. Tato vibrační energie je přenesena na povrch kaše, což způsobuje, že kaše překonává povrchové napětí a vytvoří malé kapičky (malé jako 1 - 50 μm v průměru), což vytváří jednotný kužel atomizací.
1.2 Stage depozice
Atomizované kapičky, poháněné nosným plynem (jako je stlačený vzduch nebo dusík), se stříká na kontrolovanou rychlost na povrch substrátu, který má být potažen (jako je membrána protonů, kovový proudový sběratel, keramický substrát atd.). Kapičky se šíří přes povrch substrátu a rozpouštědlo se odpařuje a nakonec tvoří kontinuální a jednotný katalyzátor.

Ii. Základní výhody
Ve srovnání s tradičními technologiemi povlaku (jako je například povlak na čepel, tisk na obrazovce a vzduchový sprej), ultrazvuková atomizace nabízí následující významné výhody:

● Vysoká uniformita povlaku: Ultrazvuková atomizace vytváří úzké a konzistentní rozdělení velikosti kapiček. V kombinaci s přesným systémům řízení pohybu (jako jsou robotické rameny a xy fáze) lze dosáhnout odchylky tloušťky povlaku ≤ ± 5%, což eliminuje problémy, jako je hromadění okrajů a dírky spojené s tradičními procesy.
● Vysoké využití materiálu: Atomizované kapičky jsou vysoce směrové, což eliminuje odpad „překročení“ spojený se vzduchovým sprejem. Míra využití materiálu může dosáhnout 80% - 95% (ve srovnání s 30% - 50% pro tradiční vzduchový sprej), což je zvláště vhodné pro náklady - Snižování potřeb v drahých kovových katalyzátorech (jako je PT/C). ● Vynikající ovladatelnost tloušťky povlaku: úpravou parametrů, jako je atomizační výkon, rychlost přívodního, rychlost pohybu trysky a doba stříkání, může být tloušťka povlaku přesně upravena z úrovně nanometru (např. 100nm) na hladinu mikrometru (např. 50 μm), které je typicky splňováno (např. Pro protonningová výměna palivové plochy (např. 50 μm), je to, že je pro proton a tloušťka. 5 - 20 μm).
● Silná kompatibilita substrátu: Proces atomizace eliminuje dopad na proudění vzduchu s vysokým tlakem, což umožňuje aplikaci na flexibilní substráty (např. Polymerní membrány), křehké substráty (např. Keramické oplatky) nebo citlivé substráty, zabrání deformaci nebo poškození.
● Proces šetrný k životnímu prostředí: Nejsou vyžadovány žádné těkavé kladivo (nebo se používají minimální množství). V kombinaci s uzavřenou sprejovou komorou a systémem obnovy výfukových plynů to účinně snižuje emise VOC a splňuje standardy zelené výroby.

Iii. Typické scénáře aplikací
Ultrazvukové atomizační postřikování elektrodových katalyzátorů dosáhlo průmyslové aplikace ve více oborech, včetně následujících:

● Palivové buňky pro výměnu protonů (PEMFCS): Používá se k přípravě vrstev katalyzátoru katody a anody. Kalivy katalyzátoru, jako jsou slitiny PT/C a PT, jsou rovnoměrně potaženy na povrchu membrány protonové výměny nebo difúzní vrstvy plynu, aby se zvýšila katalytická reakční aktivita a výkon difúze plynu.
● Elektrody elektrolýzy vody: Evoluční katalyzátory potahování kyslíku, jako jsou Iro₂ a Ruo₂, nebo Pt - Evoluční vývoj vodíku, na substráty, jako je titanový síť a uhlíkový papír, za vzniku vysoce aktivního a stabilního katalytického povlaku.
● Lithium - Iontové baterie Elektrody: Používá se k natáčení pozitivní elektrody (např. Licoo₂, LifePo₄) nebo negativní elektrody (např. Grafit) s povlaky katalyzátoru/vodivých látek, zlepšení vodivosti elektrody a difúzní kapacitu iontů.
● Senzorové elektrody: Příprava citlivých elektrodových povlaků (např. Katalyticky aktivní vrstva plynového senzoru) na keramické nebo křemíkové substráty, aby se zvýšila rychlost odezvy senzoru a přesnost detekce. ● Solární články: Používá se pro potahování vrstvy transportu elektronů nebo transportní vrstvy otvorů perovskitových solárních článků a přípravu katalytické čítače elektrody barviva - senzibilizované buňky.