Tehnologie de pulverizare cu ultrasunete pentru PEM

Atomizarea cu ultrasunete și PEM (de obicei referindu-se la membrana schimbătoare de protoni) sunt procese de bază în fabricarea celulelor de combustibil cu hidrogen.

Ultrasunete: se referă la tehnologia de atomizare cu ultrasunete. Utilizează energia fizică a undelor sonore de înaltă frecvență (de obicei > 20 kHz) pentru a sparge lichidele în picături extrem de fine și uniforme.

PEM: Membrana de schimb de protoni, o componentă de bază a celulelor de combustibil cu hidrogen, este o membrană de electrolit solid specializată care conduce protonii (H⁺) și izolează hidrogenul și oxigenul.

Pulverizare: Aceasta se referă la procesul de aplicare precisă și uniformă a unui suspensie de catalizator pe un strat PEM sau cu difuzie de gaz (GDL) ca acoperire.

Pulverizarea cu ultrasunete PEM este un proces avansat de fabricație care utilizează tehnologia de atomizare cu ultrasunete pentru a aplica cu precizie suspensia necesară pentru a forma stratul de catalizator al celulei de combustie pe o membrană de schimb de protoni (PEM). Acest proces este cunoscut și sub numele de CCM (Membrană acoperită cu catalizator). Membrană (membrană acoperită cu catalizator).

Principiul de lucru

Prepararea șlamului: catalizatorul (de obicei nanoparticule de platină sau aliaj de platină susținute pe pulbere de carbon), ionomer (cum ar fi soluția Nafion, care acționează ca un conductor de protoni și liant) și solventul (cum ar fi apa sau alcoolul) sunt amestecate conform unei formule specifice pentru a forma o suspensie uniformă și stabilă.

Atomizare cu ultrasunete: suspensia este livrată la capul traductorului atomizorului cu ultrasunete. Traductorul convertește semnalul electric de înaltă frecvență în vibrații mecanice de aceeași frecvență.

Generarea picăturilor: vibrațiile de înaltă frecvență sunt generate în suspensie. „Unde capilare” se formează pe suprafața lichidului. Când energia de vibrație depășește tensiunea superficială a lichidului, picăturile sunt „sfâșiate” și se desprind de crestele valurilor, formând picături de aerosoli mici și uniforme microni/submicroni.

Depunerea prin pulverizare: picăturile de aerosoli generate prin atomizare sunt transportate de un gaz purtător (de obicei un gaz inert, cum ar fi azotul) și pulverizate pe substratul PEM de mai jos.

Formarea peliculei de uscare: Picăturile se răspândesc și fuzionează pe suprafața substratului, iar solventul se evaporă rapid, lăsând în cele din urmă un strat catalitic poros, dens și uniform compus din catalizator și ionomer.

Videoclipuri cu echipamente de pulverizare cu ultrasunete RPS-SONIC: