Какво представлява покритието на ултразвуков мембранен електрод?
Горивните клетки с протонообменна мембрана, като чисти емисии, ефективен и работещ при ниска{0}}температура източник на енергия, привлякоха голямо внимание за мобилни и стационарни приложения. При проектирането на PEMFC мембранният електроден комплект (MEA) е важен компонент, състоящ се от мембрана, електрод, газодифузионен слой (GDLS) и уплътнение. Технологията за сглобяване на мембранен електрод оказва значително влияние върху производителността и издръжливостта на горивните клетки с протонообменна мембрана. Най-разпространеният метод за производство на MEA разчита на производството на каталитични покрития (CCMS) или газодифузионни електроди (GDES). По време на производствения процес анодните и катодните слоеве се нанасят върху мембраната чрез директно нанасяне на покритие или маркиране.
Основният принцип на метода за приготвяне на мембранен електрод е да се зареди суспензията на катализатора върху повърхността на протонообменната мембрана или газодифузионния слой и след това да се ламинират протонообменната мембрана, каталитичният слой, рамката и газодифузионният слой заедно чрез горещо пресоване или свързване, за да завърши подготовката на мембранния електрод. Понастоящем методите, използвани за зареждане на суспензия от катализатор, включват ултразвуково пръскане, електрически спрей, ситопечат, трансферен печат, четкане, разпрашване, електрохимично отлагане и директно покритие.
Ултразвуковата система за покритие може да произведе изключително издръжливи и еднородни покрития с каталитично мастило на основата на въглерод по време на процеса на електролиза на горивни клетки и електролизери с протонна обменна мембрана (PEM) като Nafion, без да причинява деформация на мембраната. В горивните клетки PEM GDL, когато се нанасят хомогенни каталитични покрития върху електроди, различни електролитни мембрани и горивни клетки с твърд оксид, е необходимо да се използва спрей суспензия, съдържаща сажди, политетрафлуороетилен свързващо вещество, керамична суспензия, платина и други благородни метали. Други метални сплави, включително суспензии на метални оксиди в покрития от платина, никел, иридий и рутений за катализатор на горивни клетки, също могат да бъдат произведени чрез ултразвуково пръскане за производство на горивни клетки PEM, електролити с полимерна електролитна мембрана (PEM), DMFC (горивни клетки с директен метанол) и SOFC (горивни клетки с твърд оксид), което води до високо натоварване и висока ефективност на клетките.
Предимства на покритието на ултразвуков мембранен електрод:
Мембранният електрод, приготвен чрез метод на ултразвуково пръскане, има висока автоматизация, висока ефективност, ниска производствена цена и може да отговори на изискванията за количествено производство. Степента на използване на платина в мембраната, напръскана с ултразвук, може да достигне около 90%, намалявайки консумацията на материал и по този начин спестявайки използването на скъпи каталитични мастила. След години на експериментално изследване на ултразвуковите вълни е разработено оборудване за ултразвуково пръскане за подготовка на мембранни електроди чрез ултразвуково пръскане.
