为燃料电池CCM、MEA以及GDL生产提供均匀的催化剂涂层解决方案

Siansonic(东方金荣)的燃料电池催化剂超声喷涂系统通过制造高度均匀、可重复和耐用的涂层,特别适合这些具有挑战性的应用。从研发到量产的各个规模,我们的无堵塞超声雾化技术都可以更好地控制涂层属性,显著减少材料使用,减少维护和停机时间。

Siansonic(东方金荣)超声波喷涂系统可在燃料电池和质子交换膜(PEM)电解槽(如Nafion)的电解过程中产生高度耐用、均匀的碳基催化剂涂层,而不会使膜发生溶胀变形。催化剂可均匀地沉积在PEM燃料电池、GDL、电极、各种电解质膜和固体氧化物燃料电池上而形成薄膜涂层,悬浮液中通常含有碳黑、PTFE粘合剂、陶瓷浆料、铂或其他贵金属。其他金属合金,包括铂、镍、铱和钌基燃料电池金属氧化物悬浮液催化剂涂层,可通过使用超声波喷涂来制造质子交换膜燃料电池、聚合物电解质膜(PEM)电解槽、DMFC(直接甲醇燃料电池)和SOFC(固体氧化物燃料电池),以产生最大负载和高电池效率。Siansonic(东方金荣)超声波喷头正在被众多燃料电池制造商用于催化剂涂层喷涂。

超声喷涂制备的燃料电池膜电极

图1:超声喷涂制备的燃料电池膜电极

催化剂溶液不会堵塞超声波喷头,从而使燃料电池催化剂涂层均匀,且从超低流量到规模生产级的流量下液滴大小均可被良好控制。此外,Siansonic(东方金荣)超声波喷头也非常适合将PTFE粘合剂等聚合物溶液喷涂到GDL(如碳纸)上,以增强电解过程中的亲水性或疏水性。Siansonic(东方金荣)于2021年与国家电投集团氢能科技发展有限公司、北京化工大学联合承担了北京市科技计划《碳纸及其关键基材制备技术的研发》的项目课题。

从研发、中试到大规模生产,Siansonic(东方金荣)提供各种相应型号的超声波喷涂系统,包括台式超声波喷涂系统UC320、UC330、UC340、工业级超声波喷涂系统UC360c、以及带有多喷嘴装置和自动真空加热板的UC360L。搭载4组超声波喷头单元的喷涂系统可提供每小时约0.8平方米的催化剂喷涂速率,相当于年产12万片膜电极(以250cm²/片计算)。独特的真空加热系统可使质子交换膜保持良好固定和延展,防止质子交换膜在喷涂过程中发生溶胀。超声波分散供液系统可以7天24小时不间断连续分散和输送催化剂浆料。

超声波喷头喷涂燃料电池催化剂浆料的好处:

  • MEA制造中被证明了具有极高的铂利用率,高达90%。

  • 多孔涂层强度高,防止催化剂层开裂或剥落。

  • 通过减少过度喷涂,节省昂贵的催化剂浆料,材料消耗最多可减少50%。

  • 精确的喷涂图案,易于成型,适用于各种应用。

  • 高度可控的雾化喷雾,产品一致性高。

  • 无堵塞的雾化喷雾,不会偏离。

  • 可进行超低流量喷涂,可间歇可连续。

  • 超声波振动可不断地对固体颗粒进行分散混匀。

  • 能够用非常少的浆料涂覆质子交换膜(涂覆多个质子交换膜只需10ml催化剂浆料),非常适合研发阶段。

  • 卓越的催化剂涂层附着力,适用于汽车零部件等高振动燃料电池应用。

由于Siansonic(东方金荣)超声波喷头内部连续的超声波振动,团聚的悬浮液颗粒在喷头中向前流动时会被分散拆解,从而最有效地利用功能性颗粒。使用超声波喷涂将团聚的悬浮浆料分解成均匀分散的催化剂分散液,可提高功能涂层的电化学性能和可靠性。

超声波喷头并行喷涂
超声喷涂
超声波催化剂喷涂

特性

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注意事项

典型应用

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