超聲膜電極鍍膜系統(tǒng)可在燃料電池膜電極工藝上產(chǎn)生高度耐用、均勻的碳基催化劑墨水涂層，而膜不會(huì)變形。

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均勻的催化劑涂層沉積在PEM燃料電池、GDL、電極、各種電解質(zhì)膜和固體氧化物燃料電池上，噴涂的懸浮液包含炭黑墨水、PTFE粘合劑、陶瓷漿料、鉑和其他貴金屬。

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也可以使用超聲波噴涂其他金屬合金，包括金屬氧化物懸浮液的鉑、鎳、銥和釕基燃料電池催化劑涂層，以制造PEM燃料電池、聚合物電解質(zhì)膜（PEM）電解槽、DMFC（直接甲醇燃料電池）和SOFC（固體氧化物燃料電池）可產(chǎn)生大負(fù)荷和高電池效率。

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超聲波噴涂工作原理

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通過沿噴嘴長(zhǎng)度方向延伸的無堵塞的進(jìn)料管將液體引入霧化表面，在霧化表面上的液體中產(chǎn)生震動(dòng)并霧化。

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根據(jù)噴霧圖案的寬度要求和所需的流量，噴頭表面基本分成下面三種。

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• 上圖圖中左邊的圖示表示散射型超聲波噴嘴霧化形狀為錐形，通常情況下，霧化噴涂直徑為50.8——76.2mm。

• 中間插圖是聚焦型超聲波噴嘴霧化形狀為細(xì)小柱狀形，這種類型的超聲波噴嘴噴涂直徑范圍0.381——1.016mm。通常我們推薦這一類型的噴嘴應(yīng)用于噴涂流量較低，噴涂速率低，狹窄式噴涂。

• 右圖表示平面型超聲波噴涂霧化形狀為圓柱形，這一噴涂模式流量和噴涂速率相對(duì)較高，但是相比散射型超聲波噴嘴側(cè)向噴涂范圍有限。

燃料電池噴涂設(shè)備，杭州馳飛

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超聲波噴涂的影響因素

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從超聲波噴涂的效用來做區(qū)分，主要關(guān)注兩方面一是超聲波噴涂的霧化液滴的顆粒直徑，二是超聲波噴涂的流量性能?？偟脕碚f，影響超聲噴涂?jī)x的噴涂效果主要有超聲頻率、孔口大小、霧化面面積、振動(dòng)頻率和液體性質(zhì)。

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• 超聲頻率：頻率越高，霧滴顆粒直徑越細(xì)??；

• 孔口大小：孔口大小決定流量大小；

• 霧化面面積：霧化面既能夠承受的液體量而同時(shí)又能保有產(chǎn)生霧化所需要的薄膜的能力有一個(gè)限度的；

• 振動(dòng)頻率：超聲波頻率越大霧化顆粒直徑越小，但是霧化流量隨之越小

• 液體性質(zhì)：液體中的物質(zhì)會(huì)影響霧化效果，比如當(dāng)液體在霧化面經(jīng)過超聲波作用分離形成霧化液滴時(shí)，聚合物分子會(huì)阻礙這種離散液滴的形成。

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超聲波噴涂技術(shù)與傳統(tǒng)涂覆技術(shù)對(duì)比

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傳統(tǒng)的涂覆方法對(duì)于燃料電池中的涂層應(yīng)用存在許多限制。

• 使用浸涂技術(shù)，難以同時(shí)控制涂層的厚度和均勻性。

• 空氣霧化噴霧閥會(huì)產(chǎn)生過多的噴霧，容易堵塞，產(chǎn)生不均勻的噴霧形式，并且難以維持對(duì)液體流速的精確控制；

• 絲網(wǎng)印刷技術(shù)適用于涂覆較厚的涂層，涂覆薄層的能力非常有限；

• 手動(dòng)刷技術(shù)本質(zhì)上是主觀的，因?yàn)檫@考驗(yàn)了操作員的技能。

超聲波噴涂技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

• 噴涂均勻性與可控性高

• 不易堵塞噴嘴

• 原料利用率高、減少浪費(fèi)

• 無需高壓氣體

• 原材料使用率超過95％

• 觸摸屏控制系統(tǒng)

• 高精度實(shí)驗(yàn)室注射泵

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資料來源：杭州馳飛

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原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦氫科技網(wǎng)）：燃料電池膜電極超聲波噴涂制備工藝簡(jiǎn)介