為燃料電池CCM、MEA以及GDL生產(chǎn)提供均勻的催化劑涂層解決方案

Siansonic（東方金榮）的燃料電池催化劑超聲噴涂系統(tǒng)通過(guò)制造高度均勻、可重復(fù)和耐用的涂層，特別適合這些具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用。從研發(fā)到量產(chǎn)的各個(gè)規(guī)模，我們的無(wú)堵塞超聲霧化技術(shù)都可以更好地控制涂層屬性，顯著減少材料使用，減少維護(hù)和停機(jī)時(shí)間。

Siansonic（東方金榮）超聲波噴涂系統(tǒng)可在燃料電池和質(zhì)子交換膜（PEM）電解槽（如Nafion）的電解過(guò)程中產(chǎn)生高度耐用、均勻的碳基催化劑涂層，而不會(huì)使膜發(fā)生溶脹變形。催化劑可均勻地沉積在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而形成薄膜涂層，懸浮液中通常含有碳黑、PTFE粘合劑、陶瓷漿料、鉑或其他貴金屬。其他金屬合金，包括鉑、鎳、銥和釕基燃料電池金屬氧化物懸浮液催化劑涂層，可通過(guò)使用超聲波噴涂來(lái)制造質(zhì)子交換膜燃料電池、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），以產(chǎn)生最大負(fù)載和高電池效率。Siansonic（東方金榮）超聲波噴頭正在被眾多燃料電池制造商用于催化劑涂層噴涂。

圖1：超聲噴涂制備的燃料電池膜電極

催化劑溶液不會(huì)堵塞超聲波噴頭，從而使燃料電池催化劑涂層均勻，且從超低流量到規(guī)模生產(chǎn)級(jí)的流量下液滴大小均可被良好控制。此外，Siansonic（東方金榮）超聲波噴頭也非常適合將PTFE粘合劑等聚合物溶液噴涂到GDL（如碳紙）上，以增強(qiáng)電解過(guò)程中的親水性或疏水性。Siansonic（東方金榮）于2021年與國(guó)家電投集團(tuán)氫能科技發(fā)展有限公司、北京化工大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)了北京市科技計(jì)劃《碳紙及其關(guān)鍵基材制備技術(shù)的研發(fā)》的項(xiàng)目課題。

從研發(fā)、中試到大規(guī)模生產(chǎn)，Siansonic（東方金榮）提供各種相應(yīng)型號(hào)的超聲波噴涂系統(tǒng)，包括臺(tái)式超聲波噴涂系統(tǒng)UC320、UC330、UC340、工業(yè)級(jí)超聲波噴涂系統(tǒng)UC360c、以及帶有多噴嘴裝置和自動(dòng)真空加熱板的UC360L。搭載4組超聲波噴頭單元的噴涂系統(tǒng)可提供每小時(shí)約0.8平方米的催化劑噴涂速率，相當(dāng)于年產(chǎn)12萬(wàn)片膜電極（以250cm2/片計(jì)算）。獨(dú)特的真空加熱系統(tǒng)可使質(zhì)子交換膜保持良好固定和延展，防止質(zhì)子交換膜在噴涂過(guò)程中發(fā)生溶脹。超聲波分散供液系統(tǒng)可以7天24小時(shí)不間斷連續(xù)分散和輸送催化劑漿料。

超聲波噴頭噴涂燃料電池催化劑漿料的好處：

• MEA制造中被證明了具有極高的鉑利用率，高達(dá)90%。

• 多孔涂層強(qiáng)度高，防止催化劑層開裂或剝落。

• 通過(guò)減少過(guò)度噴涂，節(jié)省昂貴的催化劑漿料，材料消耗最多可減少50%。

• 精確的噴涂圖案，易于成型，適用于各種應(yīng)用。

• 高度可控的霧化噴霧，產(chǎn)品一致性高。

• 無(wú)堵塞的霧化噴霧，不會(huì)偏離。

• 可進(jìn)行超低流量噴涂，可間歇可連續(xù)。

• 超聲波振動(dòng)可不斷地對(duì)固體顆粒進(jìn)行分散混勻。

• 能夠用非常少的漿料涂覆質(zhì)子交換膜（涂覆多個(gè)質(zhì)子交換膜只需10ml催化劑漿料），非常適合研發(fā)階段。

• 卓越的催化劑涂層附著力，適用于汽車零部件等高振動(dòng)燃料電池應(yīng)用。

由于Siansonic（東方金榮）超聲波噴頭內(nèi)部連續(xù)的超聲波振動(dòng)，團(tuán)聚的懸浮液顆粒在噴頭中向前流動(dòng)時(shí)會(huì)被分散拆解，從而最有效地利用功能性顆粒。使用超聲波噴涂將團(tuán)聚的懸浮漿料分解成均勻分散的催化劑分散液，可提高功能涂層的電化學(xué)性能和可靠性。