Ultraskaņas izsmidzināšanas izsmidzināšanas iekārtu pielietošana akumulatora plēves elektrodu izsmidzināšanā

120 kHz augstas-frekvences ultraskaņa ir vēlamais process īpaši-plāniem, īpaši-zemiem platīna katalizatora slāņiem PEM ūdeņraža kurināmā elementos. Pilieni ir 15–25 μm, bez kafijas gredzeniem, un platīna izmantošanas līmenis ir ≥95%, kas var precīzi izveidot membrānas elektrodus ar augstu ECSA, ilgu kalpošanas laiku un zemu slodzi.

I. Membrānas elektrodu struktūra un izsmidzināšanas metode

MEA trīs{0}}slāņu kodols

Protonu apmaiņas membrāna (Nafion 211/212) → Katoda Pt/C katalizatora slānis CL → Anoda IrO₂/RuO₂ katalizatora slānis → GDL gāzes difūzijas slānis

Divi plaši izplatīti izsmidzināšanas ceļi

1. CCM tiešā izsmidzināšana (galvenā plūsma):Katalizatora suspensiju tieši izsmidzina uz protonu apmaiņas membrānas, pēc tam karsti{0}}nospiež uz GDL slāņa.

Priekšrocības: ārkārtīgi zema saskarnes pretestība, optimāls trīs{0}fāžu interfeiss, piemērots īpaši-zemas platīna masveida ražošanai.

2. GDE izsmidzināšanas difūzijas slānis:Oglekļa papīra/oglekļa auduma izsmidzināšana, pēc tam protonu apmaiņas membrānas savienošana.

Priekšrocības: membrāna ir mazāk pakļauta bojājumiem, piemērota lielai{0}}platības masveida ražošanai.

II. Pt/C katoda pastas formula (120kHz īpaša)

* Attiecība: Pt/C : Nafion saistviela=2: 1

* Cietvielu saturs: 8–12 masas% (zelta diapazons)

* Viscosity: 15–30 cP, strictly prohibited >35 cP, lai novērstu sprauslas aizsērēšanu

* Šķīdinātājs: etanola + dejonizēta ūdens maisījums, ultraskaņas disperģēts 30 min + daudzpakāpju filtrēšana

* Kontrindikācijas: Ciets saturs<5% easily leads to agglomeration and sagging; Solid content >15% ļoti viegli izraisa sprauslas aizsērēšanu un porainības pasliktināšanos

III. 120kHz MEA standarta procesa parametri

* Ultraskaņas frekvence: 120 kHz

* Ultrasonic Power: 40–60 W (>60 W ir stingri aizliegts, jo tas sabojās protonu apmaiņas membrānu)

* Suspensijas plūsmas ātrums: 0,05–0,3 ml/min (īpaši -zema platīna īpaši plāniem slāņiem)

* Sprauslas attālums: 50–80 mm

* Skenēšanas ātrums: 8–20 mm/s, serpentīna šķērsceļš

* Nesējgāze (N₂): 0,02–0,04 MPa, zema -spiediena veidošana, lai novērstu membrānas bojājumus

* Pamatnes sildīšana: 50–70 grādi, ātra žāvēšana, kavē platīna migrāciju un aglomerāciju

* Mērķa platīna slodze: 0,05–0,2 mg/cm², CV vienmērība<3%