막 전극 어셈블리 코팅
막 전극 어셈블리 코팅 – 초음파 미립화 코팅 – Cheersonic
막 전극 어셈블리 코팅 – 초음파 분무 코팅 – 치어소닉
막전극 어셈블리( MEA )는 양성자 교환막 연료전지(PEMFC) 의 핵심 부품입니다 . MEA는 에너지 변환을 위한 다상 물질 이동 및 전기화학 반응 장소로서, 3상 계면 반응과 복잡한 물질 및 열 전달 과정을 포함합니다. 이는 PEMFC의 성능, 수명 및 비용을 직접적으로 결정합니다. MEA의 구조는 주로 가스 확산층, 촉매층 및 양성자 교환막으로 구성됩니다. 가스 확산층은 일반적으로 탄소 종이/탄소 직물과 그 위에 지지된 미세 다공성층으로 이루어져 있습니다. 일반적으로 음극 가스 확산층, 음극 촉매층, 양성자 교환막, 양극 촉매층 및 양극 가스 확산층으로 구성된 MEA를 “5-in-1” MEA라고 합니다. 연료전지의 가장 핵심적인 부품인 MEA는 성능과 수명을 향상시키고 비용을 절감하는 데 매우 중요하며, 이는 PEMFC의 대규모 상용화를 가속화할 수 있습니다. 따라서 제조 공정이 간단하고 성능이 안정적이며 비용이 저렴한 MEA 개발이 주요 연구 방향입니다.
MEA(막 전극 어셈블리) 코팅은 양성자 교환막 연료 전지의 핵심 제조 공정으로, 양성자 교환막 또는 가스 확산 기판 위에 기능성 촉매층을 직접 형성합니다. 코팅 품질은 MEA의 출력 밀도, 내구성 및 전체 스택 성능에 큰 영향을 미칩니다.
이 공정은 백금족 금속 촉매, 이오노머 결합제 및 용매로 구성된 촉매 잉크를 증착하여 핵심적인 3상 반응 영역을 형성합니다. 정밀하게 제어된 코팅은 균일하고 얇으며 결함 없는 촉매층을 생성합니다. 이를 통해 촉매 활용도를 극대화하고 귀금속 사용량을 줄이며 양성자 전도, 가스 수송 및 수분 배출을 위한 충분한 채널을 구축할 수 있습니다. 미세 기공, 불균일한 두께 또는 불량한 접착력은 성능 저하, 멤브레인 손상 및 수명 단축을 초래할 수 있습니다.
코팅 방식에는 크게 두 가지가 있습니다. 촉매 코팅 멤브레인 방식과 촉매 코팅 기판 방식입니다. 촉매 코팅 멤브레인 방식은 잉크를 멤브레인 표면에 직접 도포하는 방식이고, 촉매 코팅 기판 방식은 열압착 조립 전에 가스 확산층에 코팅을 완료하는 방식입니다. 각 방식은 대량 생산, 두께 허용 오차, 수율 제어 측면에서 고유한 장점을 가지고 있습니다.
대표적인 생산 기술로는 초음파 스프레이 코팅, 슬롯 다이 코팅, 스크린 인쇄 등이 있습니다. 초음파 스프레이 코팅은 미세하게 분무된 액적을 생성하여 내부 응력이 낮은 박막을 형성합니다. 이 방식은 다양한 MEA 크기에 적합하며, 백금 함량이 낮은 생산에도 효과적입니다.
주요 산업적 병목 현상은 배치 간 일관성, 습도-온도 변화에 따른 균열 방지 성능, 그리고 비용 절감에 집중되어 있습니다. 최적화된 MEA 코팅 기술은 차량 및 고정식 전원 공급 장치용 연료 전지의 상용화를 확대하는 데 필수적입니다.
치어소닉의 독자적인 초음파 분무 기술은 효율적이고 안정적이며 정밀한 코팅을 제공하여 촉매 활용도를 높이고 3차원성을 향상시킵니다. PEM, GDL, 전극 및 전해질 소재는 물론 카본 블랙 잉크 현탁액, PTFE 바인더, 세라믹 슬러리, 백금, 기타 고가의 금속 촉매 분무에 적합하도록 설계되었으며, 스탠딩 모델은 연구 개발 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
초음파 연료 전지 코팅 영상
치어소닉 소개
치어소닉 은 마이크로일렉트로닉스/전자, 대체 에너지, 의료 및 산업 시장을 비롯하여 건설 및 자동차 분야의 특수 유리 응용 분야에 이르기까지 부품 및 구성 요소의 표면을 보호, 강화 또는 매끄럽게 하기 위해 정밀한 박막 코팅을 적용하는 초음파 코팅 시스템의 선도적인 개발 및 제조업체입니다.
당사의 코팅 솔루션은 환경 친화적이고 효율적이며 신뢰성이 매우 높습니다. 이를 통해 과도한 분사를 획기적으로 줄이고 원자재, 물 및 에너지 사용량을 절감할 뿐만 아니라 공정 반복성, 전송 효율, 높은 균일성 및 배출량 감소를 실현할 수 있습니다.
