Напыляемое покрытие для топливных элементов PEM
Напыляемое покрытие для топливных элементов PEM
Изменение климата и глобальное потепление стали неотложными темами для развития экологически чистой энергетики и сокращения выбросов углерода. Топливные элементы с протонно-обменной мембраной (PEMFC) стали перспективным источником энергии в будущем благодаря высокой удельной мощности, высокой эффективности, отсутствию вредных выбросов, высококачественному электропитанию, масштабируемости и быстрому запуску.
Одно из главных препятствий на пути коммерциализации топливных элементов — их высокая стоимость. В портативном оборудовании и транспортных средствах топливные элементы конкурируют с батареями и топливными средствами соответственно. Эти конкуренты используют надежную инфраструктуру на протяжении почти столетия коммерческой эксплуатации. Поскольку мембранно-электродный блок (МЭБ) является самым дорогим компонентом в топливных элементах, снижение содержания платины в МЭБ — важная область исследований в разработке топливных элементов.
Ультразвуковое распыление в настоящее время широко используется для синтеза катализаторов, обработки каталитических носителей, изготовления каталитических слоев, изготовления мембранно-электродных сборок (МЭС), увлажнителей и т. д. в топливных элементах. Среди вышеупомянутых применений ультразвуковая технология используется в основном для изготовления МЭС, особенно с учетом того, что она продемонстрировала способность производить сверхнизкие концентрации платины.
Ультразвуковое напыление стало высокоточной технологией производства топливных элементов с протонно-обменной мембраной (PEMFC), в частности, для изготовления мембранно-электродных сборок (MEA), основного компонента, определяющего производительность элемента по выработке энергии. В отличие от традиционного воздушного напыления и нанесения покрытий с помощью ракельного устройства, эта технология использует пьезоэлектрические преобразователи для преобразования электрической энергии в высокочастотную механическую вибрацию, которая распыляет каталитические чернила на однородные капли микронного масштаба с узким распределением размеров частиц. Под действием газа-носителя низкого давления мелкие капли стабильно осаждаются на протонно-обменных мембранах и газодиффузионных слоях, не вызывая деформации или повреждения мембраны.
Данная технология обладает значительными преимуществами в использовании катализатора и качестве покрытия. Мягкое ультразвуковое распыление предотвращает чрезмерное сдвиговое усилие, эффективно предотвращая агломерацию частиц платинового катализатора и сохраняя целостность компонентов чернил. Формируется однородный, пористый и бездефектный каталитический слой, оптимизирующий границу трехфазной реакции и значительно повышающий эффективность электрохимической реакции и плотность мощности ячейки. При этом значительно снижается избыточное распыление, повышается коэффициент использования материала до 80%, а также сокращается расход дорогостоящих катализаторов из благородных металлов.
Благодаря регулируемому диапазону распыления, стабильной работе и самоочищающимся форсункам, технология обеспечивает равномерную толщину покрытия и прочную адгезию. Она подходит как для лабораторных исследований, так и для крупномасштабного автоматизированного производства, решая проблемы неравномерного нанесения покрытия и больших отходов материала в традиционных процессах, и стала ключевым процессом для повышения стабильности, долговечности и экономической эффективности коммерческих топливных элементов с протонообменной мембраной (PEMFC).
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.
