Примена ултразвучног прскања у новој енергетској индустрији

Технологија ултразвучног прскања је веома тражена у новој енергетској индустрији због своје високе ефикасности, прецизности и очувања материјала. Посебно се истиче у областима које захтевају уједначене, ултра танке премазе. 

У наставку су наведени његови главни сценарији примене и предности:

Мембрана за измену протона (ПЕМ)

Слој за дифузију гаса (ГДЛ)

Електролитичка производња водоника - прскање електролизером

Батерије и електроде и електролитске мембране

Транспарент Цондуцтиве Филм (ТЦФ)

1. Производња литијумских батерија

Премаз електроде:

Материјали катоде/аноде: Ултразвучно прскање може равномерно нанети суспензију активних материјала (као што су ЛиФеПО₄, НМЦ и графит) да би се формирао танак слој контролисане дебљине (микрометарски ниво), чиме се побољшава густина енергије батерије и животни век.

Предности: У поређењу са традиционалним премазом сечива, смањује отпад материјала (стопа искоришћења каше преко 90%), спречава таложење каше и погодан је за високовискозне или наноматеријале.

Премаз чврстог електролита: Користи се за прскање ултра танких слојева чврстог електролита (као што је ЛЛЗО) ради побољшања међуфазног контакта.

Превлака дијафрагме:

Прскање керамичких (Ал₂О₃) или полимерних премаза повећава отпорност дијафрагме на високе температуре и квашење електролитом.

2. Горивне ћелије

Слој катализатора (ЦЦМ):

Равномерно прскање платинског катализатора на мембрану за измену протона (ПЕМ) или слој за дифузију гаса (ГДЛ), смањујући употребу платине (смањење трошкова) и побољшавајући ефикасност реакције.

Превлака електролитске мембране: Прецизно прскање материјала као што је Нафион избегава проблеме бубрења који су повезани са традиционалним процесима.

3. Соларне ћелије

Перовските соларне ћелије:

Распршивањем раствора прекурсора перовскита постиже се уједначено формирање филма на великим површинама, елиминишући материјални отпад повезан са центрифугирањем.

Погодно за флексибилне подлоге (као што је ПЕТ), промовишући развој лаких батерија.

Транспарент Цондуцтиве Цоатинг (ТЦО): Прскање индијум-калај оксида (ИТО) или сребрних наножица замењује скупо вакуумско превлачење.

4. Друге апликације за нову енергију

Суперкондензатори:

Прскање активним угљем или графенским електродама повећава специфичну површину и ефикасност преноса наелектрисања. Материјали за складиштење и транспорт водоника:

Блокирајући премази се распршују на унутрашњу површину резервоара за складиштење водоника како би се смањила пермеација водоника.

Техничке предности

Висока прецизност: Мала величина капљица (10-50 микрона) је погодна за сложене подлоге (као што су порозне електроде).

Низак губитак: Нема зачепљења пиштоља за прскање, обнављање суспензије, погодно за скупе материјале (као што су платина и наноматеријали).

Заштита животне средине и уштеда енергије: Није потребан гас под високим притиском, што смањује испаривање растварача (емисије ВОЦ су смањене за преко 30%).

Изазови и трендови

Оптимизација процеса: Потребно је ускладити реологију суспензије са ултразвучним параметрима (фреквенција и амплитуда).

Скалирање: Развијање технологије низа са више млазница како би се задовољили захтеви масовне производње (као што су линије за производњу батерија ГВ-скале).

Прилагођавање новим материјалима: Развијање процеса наношења премаза спрејом за нове материјале као што су силицијумске аноде и сумпорне катоде.

Технологија ултразвучног прскања покреће надоградњу нове енергетске опреме ка већим перформансама и нижим трошковима, посебно у области танкослојних премаза, замењујући традиционалне процесе. Са повећањем аутоматизације, очекује се да ће се обим његове примене даље проширити у будућности.

РПС-СОНИЦ Ултразвучна опрема за прскање видео снимци: