Paano gumamit ng ultrasonic atomization upang mag -spray ng electrode catalyst slurry?

Ang teknolohiyang ito ay gumagamit ng ultrasonic vibration upang ma -atomize ang catalyst slurry sa maliliit na mga droplet, na kung saan ay tiyak na idineposito sa ibabaw ng substrate upang makabuo ng isang uniporme, mataas na pagganap ng patong ng elektrod.

I. Prinsipyo ng Teknikal
Ang pangunahing proseso ng ultrasonic atomization spraying ng electrode catalyst slurry ay maaaring nahahati sa dalawang yugto: atomization at pag -aalis.

1.1 yugto ng atomization ng ultrasonic
Ang catalyst slurry (na binubuo ng mga particle ng katalista, solvent, binder, atbp.) Ay naihatid sa ultrasonic atomization nozzle sa pamamagitan ng isang sistema ng feed. Ang ultrasonic transducer (karaniwang isang piezoelectric ceramic material) sa loob ng nozzle ay bumubuo ng mataas - dalas ng mekanikal na mga panginginig (karaniwang 10 - 180 kHz) kapag nasasabik sa pamamagitan ng isang mataas na - dalas na signal ng elektrikal. Ang enerhiya na vibrational na ito ay inilipat sa slurry surface, na nagiging sanhi ng slurry na pagtagumpayan ang pag -igting sa ibabaw at bumubuo ng mga maliliit na patak (kasing liit ng 1 - 50 μm sa diameter), na bumubuo ng isang pantay na kono ng atomization.
1.2 yugto ng pag -aalis
Ang mga atomized droplet, na hinihimok ng isang gas ng carrier (tulad ng naka -compress na hangin o nitrogen), ay na -spray sa isang kontrol na bilis sa ibabaw ng substrate na pinahiran (tulad ng isang proton exchange membrane, metal kasalukuyang kolektor, ceramic substrate, atbp.). Ang mga droplet ay kumalat sa buong ibabaw ng substrate, at ang solvent ay sumingaw, na sa huli ay bumubuo ng isang tuluy -tuloy at pantay na patong ng katalista.

Ii. Pangunahing bentahe
Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na teknolohiya ng patong (tulad ng doctor blade coating, screen printing, at air spray), ang ultrasonic atomization ay nag -aalok ng mga sumusunod na makabuluhang pakinabang:

● Mataas na pagkakapareho ng patong: Ang ultrasonic atomization ay gumagawa ng isang makitid at pare -pareho na pamamahagi ng laki ng droplet. Pinagsama sa mga sistema ng control control ng katumpakan (tulad ng mga robotic arm at mga yugto ng XY), ang mga paglihis ng kapal ng coating ng ≤ ± 5% ay maaaring makamit, na nag -aalis ng mga isyu tulad ng gilid ng pagbuo at mga pinholes na nauugnay sa tradisyonal na mga proseso.
● Mataas na Paggamit ng Materyal: Ang mga atomized droplet ay lubos na direksyon, tinanggal ang "overspray" na basura na nauugnay sa air spray. Ang mga rate ng paggamit ng materyal ay maaaring umabot sa 80% - 95% (kumpara sa 30% - 50% para sa tradisyonal na spray ng hangin), na ginagawang angkop para sa gastos - mga pangangailangan sa pagbawas sa mahalagang mga catalysts ng metal (tulad ng PT/C). ● Napakahusay na pagkontrol ng kapal ng patong: Sa pamamagitan ng pag -aayos ng 5 - 20μm).
● Malakas na pagiging tugma ng substrate: Ang proseso ng atomization ay nag -aalis ng mataas na epekto ng presyon ng daloy ng hangin, na nagpapahintulot sa aplikasyon sa nababaluktot na mga substrate (hal., Mga lamad ng polimer), malutong na mga substrate (hal., Ceramic wafers), o sensitibong substrate, pag -iwas sa pagpapapangit o pinsala.
● Proseso ng Friendly sa Kapaligiran: Walang kinakailangang pabagu -bago ng mga diluents (o mga minimal na halaga ay ginagamit). Pinagsama sa isang selyadong spray chamber at maubos na sistema ng pagbawi ng gas, epektibong binabawasan nito ang mga paglabas ng VOC, na nakakatugon sa mga pamantayan sa pagmamanupaktura ng berde.

III. Karaniwang mga sitwasyon ng aplikasyon
Ang ultrasonic atomization spraying ng electrode catalyst slurries ay nakamit ang pang -industriya na aplikasyon sa maraming mga patlang, kabilang ang mga sumusunod:

● Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCS): Ginamit upang ihanda ang mga layer ng cathode at anode catalyst. Ang mga catalyst slurries tulad ng Pt/C at Pt alloys ay pantay na pinahiran sa ibabaw ng proton exchange membrane o gas diffusion layer upang mapahusay ang aktibidad ng reaksyon ng catalytic at pagganap ng pagsasabog ng gas.
● Mga electrodes ng electrolysis ng tubig: Mga patong na evolution ng ebolusyon ng oxygen tulad ng Iro₂ at Ruo₂, o PT - batay sa ebolusyon ng ebolusyon ng hydrogen, sa mga substrate tulad ng titanium mesh at carbon paper upang makabuo ng isang lubos na aktibo at matatag na catalytic coating.
● Lithium - Ion Battery Electrodes: Ginamit upang i -coat ang positibong elektrod (hal., Licoo₂, LifePo₄) o negatibong elektrod (e.g., grapayt) na may katalista/conductive coatings coatings, pagpapabuti ng elektrod conductivity at kapasidad ng pagsasabog ng ion.
● Mga electrodes ng sensor: Paghahanda ng mga sensitibong coatings ng elektrod (hal., Ang catalytically aktibong layer ng isang gas sensor) sa ceramic o silikon na mga substrate upang mapahusay ang bilis ng pagtugon ng sensor at katumpakan ng pagtuklas. ● Mga Solar Cells: Ginamit para sa patong ang layer ng transportasyon ng elektron o hole transport layer ng perovskite solar cells, at inihahanda ang catalytic counter electrode ng dye - sensitized cells.