Sut i ddefnyddio atomization ultrasonic i chwistrellu slyri catalydd electrod?

Mae'r dechnoleg hon yn defnyddio dirgryniad ultrasonic i atomeiddio'r slyri catalydd yn ddefnynnau bach, sydd wedyn yn cael eu dyddodi'n union ar wyneb y swbstrad i ffurfio gorchudd electrod unffurf, uchel - perfformiad.

I. Egwyddor Dechnegol
Gellir rhannu'r broses graidd o chwistrellu atomization ultrasonic o slyri catalydd electrod yn ddau gam: atomization a dyddodiad.

1.1 Cam Atomization Ultrasonic
Mae'r slyri catalydd (sy'n cynnwys gronynnau catalydd, toddydd, rhwymwr, ac ati) yn cael ei ddanfon i'r ffroenell atomization ultrasonic trwy system fwydo. Mae'r transducer ultrasonic (deunydd cerameg piezoelectric yn nodweddiadol) o fewn y ffroenell yn cynhyrchu dirgryniadau mecanyddol amledd uchel (10 - 180 kHz yn nodweddiadol) pan fydd signal trydanol amledd uchel - amledd. Mae'r egni dirgrynol hwn yn cael ei drosglwyddo i'r wyneb slyri, gan beri i'r slyri oresgyn tensiwn arwyneb a ffurfio defnynnau bach (mor fach ag 1 - 50 μm mewn diamedr), gan ffurfio côn atomization unffurf.
1.2 Cam Dyddodi
Mae'r defnynnau atomedig, wedi'u gyrru gan nwy cludwr (fel aer cywasgedig neu nitrogen), yn cael eu chwistrellu ar gyflymder rheoledig ar wyneb y swbstrad sydd i'w orchuddio (fel pilen cyfnewid proton, casglwr cerrynt metel, swbstrad cerameg, ac ati). Mae'r defnynnau'n ymledu ar draws wyneb y swbstrad, ac mae'r toddydd yn anweddu, gan ffurfio cotio catalydd parhaus ac unffurf yn y pen draw.

II. Manteision craidd
O'i gymharu â thechnolegau cotio traddodiadol (megis cotio Doctor Blade, argraffu sgrin, a chwistrell aer), mae atomization ultrasonic yn cynnig y manteision sylweddol canlynol:

● Unffurfiaeth cotio uchel: Mae atomization ultrasonic yn cynhyrchu dosbarthiad maint defnyn cul a chyson. O'i gyfuno â systemau rheoli cynnig manwl (megis breichiau robotig a chamau XY), gellir cyflawni gwyriadau trwch cotio o ≤ ± 5%, gan ddileu materion fel adeiladwaith ymyl a thyllau pin sy'n gysylltiedig â phrosesau traddodiadol.
● Defnydd deunydd uchel: Mae defnynnau atomedig yn gyfeiriadol iawn, gan ddileu'r gwastraff "gor -chwistrell" sy'n gysylltiedig â chwistrell aer. Gall cyfraddau defnyddio deunydd gyrraedd 80% - 95% (o'i gymharu â 30% - 50% ar gyfer chwistrell aer traddodiadol), gan ei gwneud yn arbennig o addas ar gyfer cost - anghenion lleihau mewn catalyddion metel gwerthfawr (fel PT/C). . Mae'r gell fel arfer yn 5 - 20μm).
● Cydnawsedd swbstrad cryf: Mae'r broses atomization yn dileu effaith llif aer pwysau uchel - pwysau, gan ganiatáu ar gyfer cymhwyso ar swbstradau hyblyg (e.e., pilenni polymer), swbstradau brau (e.e., wafferi cerameg), neu swbstradau sensitif, gan osgoi dadffurfiad neu ddifrod.
● Proses sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd: Nid oes angen unrhyw ddiwydyddion cyfnewidiol (neu mae'r symiau lleiaf posibl yn cael eu defnyddio). Wedi'i gyfuno â siambr chwistrell wedi'i selio a system adfer nwy gwacáu, mae hyn i bob pwrpas yn lleihau allyriadau VOC, gan gyrraedd safonau gweithgynhyrchu gwyrdd.

Iii. Senarios cais nodweddiadol
Mae chwistrellu atomization ultrasonic o slyri catalydd electrod wedi cyflawni cymhwysiad diwydiannol mewn sawl maes, gan gynnwys y canlynol:

● Celloedd tanwydd pilen cyfnewid proton (PEMFCs): Fe'i defnyddir i baratoi'r haenau catalydd catod ac anod. Mae slyri catalydd fel aloion PT/C a PT wedi'u gorchuddio'n gyfartal ar wyneb y bilen cyfnewid proton neu haen trylediad nwy i wella gweithgaredd adweithio catalytig a pherfformiad trylediad nwy.
● Electrolysis Dŵr Electrodau: Catalyddion esblygiad ocsigen cotio fel Iro₂ a Ruo₂, neu gatalyddion esblygiad hydrogen wedi'i seilio ar PT -, ar swbstradau fel rhwyll titaniwm a phapur carbon i ffurfio gorchudd catalytig hynod weithgar a sefydlog.
● Lithiwm - Electrodau batri ïon: Fe'i defnyddir i orchuddio'r electrod positif (e.e., licoo₂, Lifepo₄) neu electrod negyddol (e.e., graffit) gyda haenau asiant catalydd/dargludol, dargludedd electrod sy'n gwella a gallu trylediad ïon.
● Electrodau synhwyrydd: Paratoi haenau electrod sensitif (e.e., haen weithredol gatalytig synhwyrydd nwy) ar swbstradau cerameg neu silicon i wella cyflymder ymateb synhwyrydd a chywirdeb canfod. ● Celloedd Solar: Fe'i defnyddir i orchuddio'r haen cludo electronau neu haen cludo twll o gelloedd solar perovskite, a pharatoi electrod cownter catalytig llifyn - celloedd wedi'u sensiteiddio.