Ultrahangos spray technológia PEM-hez

Az ultrahangos porlasztás és a PEM (általában protoncserélő membránra utalva) a hidrogén-üzemanyagcella-gyártás alapvető folyamatai.

Ultrahangos: Ez az ultrahangos porlasztási technológiára vonatkozik. A nagyfrekvenciás hanghullámok (jellemzően > 20 kHz) fizikai energiáját használja fel a folyadékok rendkívül finom és egyenletes cseppekre bontására.

PEM: Protoncserélő membrán, a hidrogén üzemanyagcellák központi eleme, egy speciális szilárd elektrolit membrán, amely protonokat (H⁺) vezet, és izolálja a hidrogént és az oxigént.

Permetezés: Ez a katalizátorszuszpenzió precíz és egyenletes felvitele egy PEM- vagy gázdiffúziós rétegre (GDL) bevonatként.

Az ultrahangos PEM-permetezés egy fejlett gyártási eljárás, amely ultrahangos porlasztási technológiát használ az üzemanyagcella-katalizátorréteg kialakításához szükséges szuszpenzió pontos felvitelére a protoncserélő membránra (PEM). Ezt az eljárást CCM-nek (Catalyst Coated Membrane) is ismerik. Membrán (katalizátorral bevont membrán).

Működési elv

Zagy előkészítése: A katalizátort (általában platina vagy platinaötvözet nanorészecskéket szénporon), ionomert (például Nafion oldatot, amely protonvezetőként és kötőanyagként működik) és oldószert (például vizet vagy alkoholt) egy meghatározott képlet szerint keverik össze, hogy egységes és stabil iszapot képezzenek.

Ultrahangos porlasztás: A szuszpenziót az ultrahangos porlasztó jelátalakító fejéhez juttatják. A jelátalakító a nagyfrekvenciás elektromos jelet azonos frekvenciájú mechanikai rezgésekké alakítja.

Cseppgenerálás: A nagyfrekvenciás rezgések a zagyban keletkeznek. 'Kapilláris hullámok' képződnek a folyadék felszínén. Amikor a rezgési energia meghaladja a folyadék felületi feszültségét, a cseppek 'szétszakadnak' és leválanak a hullámhegyekről, kis és egyenletes mikron/szubmikron aeroszol cseppeket képezve.

Permetezéses leválasztás: A porlasztás során keletkező aeroszol cseppeket egy vivőgáz (általában inert gáz, például nitrogén) hordozza, és az alábbi PEM szubsztrátumra permetezi.

Száradó filmképződés: A cseppek szétterjednek és megolvadnak az aljzat felületén, és az oldószer gyorsan elpárolog, végül egy porózus, sűrű és egyenletes katalitikus réteget hagy maga után, amely katalizátorból és ionomerből áll.

RPS-SONIC Ultrahangos permetező berendezés videók: