Ultraschall-Katalysatorsprühung

Ultraschall-Katalysatorsprühung – Katalysatorabscheidung – Cheersonic

Im Folgenden werden die Technik und die Vorteile des Aufbringens einer kohlenstoffgestützten Platin-Tinte auf katalysatorbeschichtete Membranen bei der Herstellung von platinbasierten Brennstoffzellen erläutert, wodurch Leistungsniveaus erreicht werden, die die herkömmlichen Branchenstandards verdoppeln.

Dieses Verfahren nutzt ein proprietäres akustisches Zerstäubungsverfahren zur Tintenabscheidung. Die resultierenden leitfähigen Beschichtungen werden systematisch mit solchen verglichen, die mittels hydraulischer Abscheidung und Pastendruckverfahren hergestellt wurden. Der Vergleich umfasst eine detaillierte Bewertung der morphologischen Merkmale, der Packungsdichte der Beschichtung und der räumlichen Anordnung der Platinpartikel sowohl auf der Oberfläche als auch in der Dicke der Beschichtung.

Die Ergebnisse zeigen, dass die akustische Zerstäubungsmethode zu einer deutlichen Verbesserung der Homogenität der Platinpartikelverteilung führt. In elektrochemischen Messungen erreichte die mit dieser Technik erzielte katalytisch aktive Platinoberfläche bis zu 71 % der Gesamtoberfläche aller vorhandenen Platinpartikel. Dies stellt eine erhebliche Steigerung der Katalysatorausnutzung dar, da ein höherer Anteil der Platinatome für elektrochemische Reaktionen zugänglich ist. Die verbesserte Gleichmäßigkeit minimiert zudem die Bildung dicker Agglomerate, die aktive Zentren blockieren und den Reaktantentransport behindern können.

Darüber hinaus ermöglicht das kontrollierte Abscheidungsverfahren dünnere Katalysatorschichten ohne Beeinträchtigung der Leitfähigkeit oder Reaktivität, wodurch der Edelmetallverbrauch und die Gesamtmaterialkosten reduziert werden. Die überlegene Verteilung fördert zudem eine gleichmäßige Stromdichte in der gesamten Membran-Elektroden-Einheit, was zu einer längeren Betriebsstabilität und einer geringeren Degradation unter zyklischen Belastungsbedingungen beiträgt.

Diese kombinierten Faktoren – größere aktive Oberfläche, geringerer Platinverbrauch und verbesserte Haltbarkeit – erklären, warum das Verfahren in realen Brennstoffzellentests herkömmliche Beschichtungsverfahren um das Doppelte übertrifft. Solche Fortschritte versprechen eine Skalierung der Produktion hocheffizienter Energiewandler und die Überwindung der Kosten- und Ressourcenbeschränkungen im Zusammenhang mit Edelmetallkatalysatoren.

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.