Sprühen von Edelmetallkatalysatoren wie Platin und Iridium
Sprühen von Edelmetallkatalysatoren wie Platin und Iridium – Cheersonic
In den Bereichen Neue Energien, Wasserelektrolyse und Brennstoffzellen ist die gleichmäßige Beladung von Protonenaustauschmembranen (wie Nafion-Membranen) mit Edelmetallkatalysatoren wie Platin und Iridium ein entscheidender Prozess, der sich positiv auf Leistung und Kosten auswirkt. In den letzten Jahren hat sich die Ultraschall-Sprühtechnologie aufgrund ihrer hervorragenden Gleichmäßigkeit, Kontrollierbarkeit und Materialausnutzung zunehmend zur zentralen Methode der Beschichtungsvorbereitung entwickelt.
Grundprinzip der Ultraschall-Sprühtechnologie
Ultraschall-Sprühgeräte nutzen hochfrequente Schallwellenenergie, um katalytische Suspensionen in mikrometergroße, gleichmäßige Tröpfchen zu zerstäuben und diese präzise und kontrollierbar auf die Oberfläche des Nafion-Membransubstrats zu sprühen. Im Vergleich zu herkömmlichen Sprüh- oder Beschichtungsverfahren kann diese Technologie Sputtern, Orangenhaut und Agglomerationsprobleme effektiv vermeiden und so eine einschichtige Dispersion und extrem hohe Konsistenz der nanoskaligen Katalysatoren erreichen.
Hervorragende technologische Vorteile
1. Hervorragende Gleichmäßigkeit und Konsistenz:
Durch Ultraschallsprühen lassen sich Tröpfchengröße und Verteilungsdichte präzise steuern. Dadurch bildet der Katalysator eine extrem dünne und gleichmäßige Beschichtung auf der Membranoberfläche. Dies verbessert die Leistung der katalytisch aktiven Schicht deutlich und reduziert den Grenzflächenwiderstand.
2. Deutliche Einsparungen bei Edelmetallen:
Dank des kontrollierbaren Sprühprozesses und der guten Zielgenauigkeit kann der Einsatz der Edelmetalle Platin und Iridium effektiv reduziert und Materialabfälle vermieden werden. Das Verfahren eignet sich besonders für die Großserienproduktion teurer Katalysatoren.
3. Geeignet für verschiedene komplexe Schlämme:
Selbst bei Katalysatorschlämmen mit hohem Feststoffgehalt und hoher Viskosität sorgt diese Technologie für eine gute Zerstäubung, verhindert Düsenverstopfungen und gewährleistet einen kontinuierlichen und stabilen Betrieb.
4. Niedertemperatur- und Niederdruckverfahren, ohne das Substrat zu beschädigen:
Der Sprühprozess erfordert keine hohen Temperaturen oder starken mechanischen Druck und verursacht keine thermischen Schäden oder Verformungen an empfindlichen Polymermaterialien wie Nafion-Membranen. Die Integrität der Membranstruktur bleibt erhalten.
5. Automatisierung und hohe Wiederholgenauigkeit:
Das Gerät kann mit Bewegungssteuerungssystemen integriert werden, um komplexe Muster und Gradientenbeschichtungen mit extrem hoher Wiederholgenauigkeit herzustellen und eignet sich für die kontinuierliche Produktion im großen Maßstab.
Typische Anwendungsszenarien
– Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle (PEMFC): Wird zur Beschichtung katalytischer Schichten bei der Herstellung von Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) verwendet.
– Vorrichtung zur elektrolytischen Wasser-Wasserstoff-Produktion: Wird zum Aufsprühen von Katalysatoren für die Sauerstoffentwicklung (OER) und Wasserstoffentwicklung (HER) verwendet.
– Kohlendioxid-Elektroreduktionssystem: Beladen der Gasdiffusionsschicht oder Membranoberfläche mit molekularen Katalysatoren.
– Herstellung verschiedener Sensoren und Spezialelektroden.
Die Ultraschall-Sprühtechnologie eignet sich als fortschrittliches Präzisionsbeschichtungsverfahren besonders für Anwendungen, die höchste Anforderungen an Gleichmäßigkeit, Materialausnutzung und Prozesskontrolle stellen. Durch die Beladung der Oberfläche einer Nafion-Membran mit Edelmetallkatalysatoren wie Platin und Iridium verbessert diese Technologie die Gesamtleistung des Geräts deutlich und senkt die Produktionskosten effektiv. Sie hat sich zu einem Schlüsselprozess in vielen High-End-Fertigungs- und Energiebereichen entwickelt. Mit der kontinuierlichen Entwicklung der erneuerbaren Energien wird die Ultraschall-Sprühtechnologie voraussichtlich eine zentrale Rolle bei der Herstellung fortschrittlicherer Energiematerialien und -geräte spielen.
Über Cheersonic
Cheersonic ist der führende Entwickler und Hersteller von Ultraschallbeschichtungssystemen zum Auftragen präziser Dünnschichtbeschichtungen zum Schutz, Festigen oder Glätten von Oberflächen auf Teilen und Komponenten für die Mikroelektronik/Elektronik, alternative Energie, Medizin und Industrie, einschließlich spezialisierter Glasanwendungen im Bau und Automobil.
Unsere Beschichtungslösungen sind umweltfreundlich, effizient und äußerst zuverlässig und ermöglichen eine drastische Reduzierung des Übersprays, Einsparungen beim Rohstoff-, Wasser- und Energieverbrauch und eine verbesserte Prozesswiederholbarkeit, Transfereffizienz, hohe Gleichmäßigkeit und reduzierte Emissionen.
