Покрытие мембранно-электродного узла
Покрытие мембранно-электродного узла — Cheersonic
Мембранно-электродный блок ( МЭБ ) является ключевым компонентом топливного элемента с протонно-обменной мембраной (ТЭОМ) . Он представляет собой многофазный центр переноса материалов и электрохимической реакции для преобразования энергии, включающий трехфазные межфазные реакции и сложные процессы массо- и теплопереноса. Он напрямую определяет производительность, срок службы и стоимость ТЭОМ. Структура МЭБ в основном включает газодиффузионный слой, каталитический слой и протонно-обменную мембрану. Газодиффузионный слой обычно включает углеродную бумагу/углеродную ткань и микропористый слой, нанесенный на него. Как правило, МЭБ, состоящий из катодного газодиффузионного слоя, катодного каталитического слоя, протонно-обменной мембраны, анодного каталитического слоя и анодного газодиффузионного слоя, называется «пять в одном» МЭБ. Как наиболее важный компонент топливных элементов, МЭБ имеет большое значение для повышения их производительности и срока службы, а также снижения затрат, что может ускорить крупномасштабную коммерциализацию ТЭОМ. Поэтому разработка МЭБ с более простым процессом изготовления, более стабильной производительностью и более низкой стоимостью является основным направлением исследований.
Покрытие мембранно-электродных сборок (МЭС) является ключевым производственным процессом для топливных элементов с протонно-обменной мембраной, в ходе которого функциональные каталитические слои формируются непосредственно на протонно-обменных мембранах или газодиффузионных подложках. Качество покрытия в значительной степени определяет удельную мощность, долговечность и общую производительность сборки.
В этом процессе наносится каталитическая паста, состоящая из катализаторов на основе металлов платиновой группы, иономерных связующих и растворителей, для создания критически важной трехфазной реакционной зоны. Тщательно контролируемое нанесение покрытия создает однородные, тонкие и бездефектные каталитические слои. Это максимизирует использование катализатора, снижает содержание благородных металлов и формирует достаточное количество каналов для проводимости протонов, транспортировки газов и отвода воды. Микропоры, неравномерная толщина или плохая адгезия приведут к ухудшению характеристик, повреждению мембраны и сокращению срока службы.
Существует два основных способа нанесения покрытий: мембрана с катализаторным покрытием и подложка с катализаторным покрытием. При нанесении покрытия на мембрану с катализаторным покрытием чернила наносятся непосредственно на поверхность мембраны. При нанесении покрытия на подложку с катализаторным покрытием покрытие завершается на газодиффузионных слоях перед горячей прессовкой. Каждый способ имеет свои уникальные преимущества в массовом производстве, точности толщины и контроле выхода годной продукции.
К типичным технологиям производства относятся ультразвуковое распыление, щелевое нанесение покрытия и трафаретная печать. Ультразвуковое распыление создает мягкие распыленные капли, обеспечивая конформные тонкие пленки с низким внутренним напряжением. Оно хорошо адаптируется к различным размерам мембранно-электродных блоков и поддерживает производство с низким содержанием платины.
Основные узкие места в промышленности связаны с обеспечением стабильности качества от партии к партии, устойчивостью к растрескиванию при циклических изменениях влажности и температуры, а также снижением затрат. Оптимизированная технология нанесения покрытия на мембранно-электродные блоки имеет важное значение для масштабирования коммерциализации топливных элементов для транспортных средств и стационарных источников питания.
Уникальная технология ультразвукового распыления Cheersonic обеспечивает эффективное, стабильное и точное нанесение покрытия, что повышает эффективность использования катализатора и улучшает трехмерность. Предназначена для распыления PEM, GDL, электродных и электролитных материалов, а также суспензий чернил на основе сажи, связующего PTFE, керамических суспензий, платины и других дорогостоящих металлических катализаторов. Стационарная модель может удовлетворить потребности научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.
Видео ультразвукового нанесения покрытия на топливный элемент
О компании Cheersonic
Компания Cheersonic является ведущим разработчиком и производителем ультразвуковых систем нанесения покрытий для точного нанесения тонких пленочных покрытий с целью защиты, упрочнения или выравнивания поверхностей деталей и компонентов для рынков микроэлектроники/электроники, альтернативной энергетики, медицины и промышленности, включая специализированные применения стекла в строительстве и автомобилестроении.
Наши решения для нанесения покрытий экологичны, эффективны и высоконадежны, позволяют значительно сократить избыточное распыление, сэкономить сырье, воду и энергию, а также улучшить повторяемость процесса, повысить эффективность переноса, обеспечить высокую однородность и снизить выбросы.
Китайский сайт: Cheersonic предоставляет профессиональные решения в области нанесения покрытий.
