Hur använder jag ultraljudsatomisering för att spraya elektrodkatalysatoruppslamning?

Denna teknik använder ultraljudsvibration för att fina katalysatoruppslamningen i små droppar, som sedan exakt deponeras på substratytan för att bilda en enhetlig, hög - PRESTANDE -elektrodbeläggning.

I. Teknisk princip
Kärnprocessen för ultraljuds atomiseringssprutning av elektrodkatalysatoruppslamning kan delas upp i två steg: atomisering och avsättning.

1.1 Ultraljuds atomiseringssteg
Katalysatoruppslamningen (bestående av katalysatorpartiklar, lösningsmedel, bindemedel, etc.) levereras till ultraljudsatomisationsmunstycket genom ett fodersystem. Den ultrasoniska givaren (vanligtvis ett piezoelektriskt keramiskt material) inom munstycket genererar höga - frekvensmekaniska vibrationer (vanligtvis 10 - 180 kHz) när den är upphetsad av en hög - Frekvens elektrisk signal. Denna vibrationsenergi överförs till uppslamningsytan, vilket gör att uppslamningen övervinner ytspänningen och bildar små droppar (så små som 1 - 50 μm i diameter), och bildar en enhetlig atomiseringskon.
1.2 deponeringssteg
De atomiserade dropparna, som drivs av en bärgas (såsom tryckluft eller kväve), sprayas med en kontrollerad hastighet på ytan på underlaget som ska beläggas (såsom ett protonbytesmembran, metallström, keramiskt substrat, etc.). Dropparna sprids över substratytan, och lösningsmedlet förångas och bildar slutligen en kontinuerlig och enhetlig katalysatorbeläggning.

Ii. Kärnfördelar
Jämfört med traditionella beläggningsteknologier (som läkarbladbeläggning, skärmtryck och luftspray) erbjuder ultraljudsatomisering följande betydande fördelar:

● Hög beläggningens enhetlighet: Ultraljudsatomisering ger en smal och konsekvent droppstorleksfördelning. I kombination med precisionsrörelsekontrollsystem (såsom robotarmar och XY -steg) kan beläggningstjockleksavvikelser på ≤ ± 5% uppnås, vilket eliminerar problem som kantuppbyggnad och nålhål associerade med traditionella processer.
● Hög materialanvändning: Atomiserade droppar är mycket riktade, vilket eliminerar "översprutningsavfallet i samband med luftspray. Materialanvändningshastigheter kan nå 80% - 95% (jämfört med 30% - 50% för traditionell luftspray), vilket gör det särskilt lämpligt för kostnadsbehov i ädelmetallkatalysatorer (såsom Pt/C). ● Utmärkt kontrollerbarhet för beläggningstjocklek: Genom att justera parametrar såsom atomiseringseffekt, matningshastighet, munstyckeshastighet och sprayningstider kan beläggningstjockleken exakt justeras från nanometernivån (t.ex. 100nm) till mikrometernivån (t.ex. 50 um), uppfyller prestandakraven för olika elektroder (t.ex., den katalysskiktet av en protecell. 5 - 20μm).
● Stark substratkompatibilitet: Atomisationsprocessen eliminerar höga - Tryckluftflödespåverkan, vilket möjliggör applicering på flexibla underlag (t.ex. polymermembran), spröda underlag (t.ex. keramiska wafers) eller känsliga underlag, undvik deformation eller skador.
● Miljövänlig process: Inga flyktiga utspädningsmedel krävs (eller minimala mängder används). Kombinerat med en förseglad spraykammare och återvinningssystem för avgaser minskar detta effektivt VOC -utsläpp och uppfyller gröna tillverkningsstandarder.

Iii. Typiska applikationsscenarier
Ultrasonic atomiseringssprutning av elektrodkatalysatoruppslamningar har uppnått industriell tillämpning inom flera fält, inklusive följande:

● Protonbytesmembranbränsleceller (PEMFC): Används för att framställa katod- och anodkatalysatorlagren. Katalysatoruppslamningar såsom Pt/C- och Pt -legeringar är jämnt belagda på ytan av protonbytesmembranet eller gasdiffusionsskiktet för att förbättra katalytisk reaktionsaktivitet och gasdiffusionsprestanda.
● Vattenelektrolyselektroder: Katalysatorer för beläggning av syreutveckling såsom Iro₂ och Ruo₂, eller Pt - baserade väteutvecklingskatalysatorer, på underlag såsom titannät och kolpapper för att bilda en mycket aktiv och stabil katalytisk beläggning.
● Litium - jonbatterielektroder: Används för att belägga den positiva elektroden (t.ex. LICOO₂, LIFEPO₄) eller negativ elektrod (t.ex. grafit) med katalysator/ledande medelbeläggningar, förbättring av elektrodkonduktivitet och jondiffusionskapacitet.
● Sensorelektroder: Beredning av känsliga elektrodbeläggningar (t.ex. det katalytiskt aktiva skiktet av en gassensor) på keramiska eller kiselunderlag för att förbättra sensors svarshastighet och detektionsnoggrannhet. ● Solceller: Används för beläggning av elektrontransportskiktet eller håltransportskiktet av perovskit solceller och framställer den katalytiska motelektroden för färgämne - sensibiliserade celler.