Sprühbeschichtete MEA des DMFC

Sprühbeschichtete MEA des DMFC – Sprühbeschichtungsmaschine

Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technik und dem steigenden Lebensstandard sind elektronische Produkte wie Mobiltelefone zunehmend zu unverzichtbaren Bestandteilen des Alltags geworden. Diese Produkte sind immer häufiger anzutreffen, und ihr Stromverbrauch steigt stetig. Aufgrund der begrenzten Energiedichte können herkömmliche Batterien den Anforderungen der neuen Elektronikprodukte nicht mehr gerecht werden. Die Direktmethanol-Brennstoffzelle (DMFC) hat sich als neuartige Energiewandlungstechnologie etabliert. Obwohl die DMFC seit über 20 Jahren entwickelt wird und ihre Technologie zunehmend ausgereift ist, bestehen weiterhin Probleme wie Katalysatorvergiftung und Methanolpenetration. Diese beiden Probleme hemmen die Markteinführung erheblich. Um das Problem der Methanolpermeation zu lösen, haben wir die MEA-Funktionen von Spin-Coating und Ultraschall-Sprühbeschichtung verglichen.

Die Methoden Spin-Coating und Ultraschallsprühen von Gasdiffusionselektroden (GDE) und katalysatorbeschichteten Membranen (CCM) zur Herstellung flexibler MEAs mit Kohlenstoffgewebe als Diffusionsschichtmaterial wurden verglichen. Dabei wurden verschiedene Faktoren der Katalysatorschicht, wie Nafion-Gehalt, Katalysatorbeladung und Heißdruck, berücksichtigt. Die Vorteile des Ultraschallsprühens sind deutlich erkennbar: Es ermöglicht die präzise Steuerung des Nafion-Gehalts in der katalytischen Schicht der Membranelektrode, reduziert deren Dicke und optimiert Zusammensetzung und Struktur der MEA-Anodendiffusionsschicht. Zudem können große Flächen mit minimalem Verlust an Katalysatorsuspension schnell beschichtet werden. Die mittels Spin-Coating erzeugte Katalysatorbeschichtung weist hingegen eine ungleichmäßige Beschaffenheit und unterschiedliche Schichtdicken auf. Am Rand des Moduls entsteht ein leicht rauer Film, und es treten vermehrt Risse und Ablösungen auf. Der Materialverlust ist nicht zu vernachlässigen.

Cheersonic engagiert sich seit über zehn Jahren in der Forschung und Entwicklung von Ultraschallgeräten. Das von unserem Unternehmen entwickelte UAC4000L ist ein programmierbares Mikrobeschichtungssystem zum Sprühen von Materialien. Mit diesem System lassen sich verschiedene Katalysatorsuspensionen, darunter Rußtinte, PTFE-Bindemittel, Keramikschlicker, Platin und andere Edelmetalle, versprühen. Die Ultraschall-Dispersionsspritzenpumpe von Cheersonic entspricht einer 25-ml-Glasspritze. Ein Steuermodul erzeugt durch elektrische Impulse Ultraschallschwingungen im Spritzenkörper. Dauer und Intensität der Ultraschallschwingungen sind vom Benutzer einstellbar, um Partikel vollständig zu dispergieren und bis zu mehrere Stunden lang gleichmäßig in der Lösung zu suspendieren.

Über Cheersonic

Cheersonic  ist der führende Entwickler und Hersteller von  Ultraschallbeschichtungssystemen  zum Aufbringen präziser Dünnschichtbeschichtungen zum Schutz, zur Verstärkung oder zur Glättung von Oberflächen an Teilen und Komponenten für die Märkte Mikroelektronik/Elektronik, alternative Energien, Medizin und Industrie, einschließlich spezieller Glasanwendungen im Bauwesen und in der Automobilindustrie.

Unsere  Beschichtungslösungen  sind umweltfreundlich, effizient und äußerst zuverlässig und ermöglichen eine drastische Reduzierung von Sprühnebel, Einsparungen beim Rohstoff-, Wasser- und Energieverbrauch sowie eine verbesserte Prozesswiederholbarkeit, Übertragungseffizienz, hohe Gleichmäßigkeit und reduzierte Emissionen.

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