超声波涂覆Sn-CuO催化剂
超声波涂覆Sn-CuO催化剂 超声波涂覆Sn-CuO催化剂 - 涂布催化剂 - [...]
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喷涂式光刻胶涂胶机 喷涂式光刻胶涂胶机 - 光刻胶喷涂 - [...]
超声波喷涂RuO₂催化剂 超声波喷涂技术是当前RuO₂催化剂(尤其用于质子交换膜水电解PEMWE)膜电极(MEA)制备的关键工艺,其通过精准雾化与沉积,解决了传统工艺的痛点,同时提升RuO₂催化剂的活性与稳定性。以下从技术原理、核心优势、应用实例及性能表现四方面展开详解: 一、超声波喷涂RuO₂催化剂的技术原理 超声波喷涂技术通过“雾化-沉积”两步法实现RuO₂催化剂的精准涂覆,核心是利用高频超声振动打破传统喷涂的局限,适配RuO₂(贵金属氧化物,需高效利用与均匀分布)的特性: 1.雾化阶段 [...]
阴离子交换膜电解水系统中电解质进料的影响机制与性能调控 电解质进料是调控阴离子交换膜电解水系统(AEMWE)性能与运行稳定性的核心因素,其通过精准控制电极-电解质界面的pH环境,直接影响界面反应动力学与离子传输效率。其中,支持电解质的浓度调控尤为关键——合理的浓度水平是保障离子电导率、维持水分解反应持续高效进行的基础。工业实践中,通常向电解体系供给质量分数1~10%的碱性水溶液,该浓度范围可在保障离子传导效率的同时,避免过高浓度引发的膜溶胀或电极腐蚀问题。 进料模式对系统稳定性的调控作用 现有研究已证实,电解质的进料模式(单侧/双侧进料、对称/不对称进料)对AEMWE的长期运行性能存在显著影响。某团队在50℃条件下,以催化剂涂覆基底(CCS)工艺制备膜电极组件(MEA),采用胺化Radel聚砜作为离聚物,系统探究了去离子水(DIW)不同进料模式的影响规律,获得了具有指导意义的实验结论: - [...]
膜电极催化层涂覆 膜电极催化层涂覆 - 电极制备模块 - [...]
超声喷涂Pt 基催化剂 超声喷涂Pt 基催化剂 - [...]
干阴极碱性阴离子交换膜电解水中的离聚物效应 在干阴极碱性阴离子交换膜(AEM)电解水(AEMWE)技术中,AEM是决定系统性能的核心组件。理想的AEM需同时满足多重性能指标:高氢氧根(OH⁻)离子电导率以保障离子传输效率,优良的机械强度与热稳定性以适应电解工况,适度的吸水率(WU)以平衡离子传导与结构稳定性,以及良好的化学稳定性以抵抗碱性腐蚀。AEM的核心结构特征是聚合物主链上接枝的阳离子基团,这些基团不仅赋予膜对阴离子的选择性透过能力,更是离子导电功能的核心载体。 离聚物作为AEM的关键组成,其阴离子传输能力很大程度上依赖于膜的保水能力(即WU)——OH⁻的迁移需以水合离子形式进行,膜内水分的维持直接影响离子传输通道的完整性。道南排斥效应虽能显著抑制氢氧化钾(KOH)等电解质的渗透,但在离子溶剂化膜体系或高浓度KOH(≥1 M)环境中,仍可能存在微量残留渗透现象。这种渗透会破坏膜的离子选择性,还可能加速电极催化层的性能衰减,因此在实际应用中需重点规避。 膜的离子交换容量(IEC)是调控保水能力(WU)的核心物理参数,这使得IEC在干阴极配置中占据关键地位,尤其在高电流密度长期运行场景下,水管理效率直接决定电解系统的稳定性与能耗水平。从定义来看,IEC表示单位重量AEM中可交换离子的数量,常用单位为meq·g⁻¹或mmol·g⁻¹。目前主流的IEC测量方法包括滴定法、光谱法(如紫外-可见光谱UV-Vis)及离子选择法等,这些方法可通过直接或间接测量H⁺或OH⁻的交换量实现精准定量。 [...]
甲酸燃料电池膜电极喷涂 在新能源技术快速迭代的背景下,燃料电池因其高效清洁的能源转换特性,成为替代传统化石能源的重要方向。甲酸燃料电池凭借燃料安全性高、能量密度适中、低温性能优异等优势,在便携式电源、移动设备等领域展现出广阔应用潜力。膜电极作为甲酸燃料电池的核心组件,其制备质量直接决定电池的输出功率、稳定性和使用寿命。超声喷涂技术凭借雾化效果优异、涂层均匀性好等特点,在膜电极制备中逐步取代传统喷涂方式,成为提升甲酸燃料电池性能的关键技术路径。 超声喷涂设备制备甲酸燃料电池膜电极的核心原理,是利用超声波的高频振动将电极浆料雾化成微小液滴,再通过气流将液滴精准输送至质子交换膜表面,形成均匀致密的电极涂层。与传统压力喷涂相比,超声喷涂的雾化过程无需高压驱动,液滴粒径可控制在微米级,且粒径分布均匀,能够有效避免传统喷涂中常见的液滴团聚、涂层孔隙率不均等问题。在甲酸燃料电池膜电极制备中,这种精准的雾化效果可确保催化剂、导电剂和粘结剂在涂层中均匀分布,提升电极与质子交换膜的界面结合强度,从而优化质子传输和电子传导效率。 采用超声喷涂设备制备甲酸燃料电池膜电极,具备多重技术优势。其一,涂层厚度可控性强。通过调节超声振动频率、浆料输送速率、喷涂距离等参数,可将电极涂层厚度精准控制在几微米到几十微米之间,满足不同功率需求的甲酸燃料电池设计要求。其二,材料利用率高。超声喷涂的雾化液滴定向性好,能够最大限度减少浆料浪费,相较于传统喷涂30%-50%的材料利用率,超声喷涂的材料利用率可提升至80%以上,显著降低膜电极制备成本。其三,工艺兼容性优异。超声喷涂设备可适配不同粘度的电极浆料,无论是催化剂浆料还是气体扩散层涂层材料,都能实现稳定喷涂,且喷涂过程对质子交换膜无损伤,保障膜电极的结构完整性。 在超声喷涂制备甲酸燃料电池膜电极的实际工艺中,多个关键环节直接影响最终产品性能。首先是浆料配方优化,需合理调配催化剂、导电炭黑、粘结剂的比例,确保浆料具备适宜的粘度和流动性,以配合超声雾化效果。其次是喷涂参数调控,超声频率通常选择20-120kHz,喷涂距离控制在5-20cm,同时需精准控制喷涂速度和干燥温度,避免涂层出现裂纹、脱落等缺陷。最后是后处理工艺,喷涂完成后的膜电极需经过热压处理,进一步提升电极与质子交换膜的界面结合力,增强膜电极的机械稳定性和电化学性能。此外,喷涂环境的湿度和洁净度也需严格控制,防止杂质混入影响膜电极的导电性能和耐腐蚀能力。 [...]
超声波涂覆钴基催化剂 超声波涂覆钴基催化剂助力CO₂精准转化为甲醇 在“双碳”目标引领下,CO₂资源化利用成为破解能源危机与环境问题的关键路径。电催化还原CO₂制甲醇因条件温和、产物价值高而备受关注,但其核心瓶颈在于如何提升催化剂的选择性与稳定性。近年来,超声波喷涂机在钴基催化剂涂覆中的应用,为实现CO₂到甲醇的“精准”转化提供了全新技术方案,推动该领域迈向实用化新阶段。 传统催化剂涂覆技术如刮涂、旋涂等,常面临涂层厚度不均、催化剂团聚、活性位点暴露不足等问题,导致CO₂转化过程中副产物多、甲醇收率偏低。而超声波喷涂技术凭借独特的雾化机制,从源头解决了这些痛点。其工作原理是通过高频超声波振动,将钴基催化剂浆料破碎成直径仅数微米的均匀液滴,这些液滴在气流带动下精准附着于电极基底,形成致密且多孔的催化涂层。 钴基催化剂本身具有优异的CO₂吸附活化能力,其表面的Co³⁺活性位点能有效降低CO₂转化的能垒。但传统涂覆方式易导致催化剂颗粒团聚,使得大量活性位点被包裹而无法发挥作用。超声波涂覆技术形成的涂层不仅厚度均匀可控,更能让钴基催化剂颗粒以单分散或低聚状态分布,显著增加活性位点的暴露数量。实验数据显示,采用该技术涂覆的催化剂,活性位点利用率较传统方法提升40%以上,为甲醇的高效生成奠定了基础。 [...]
干阴极碱性阴离子交换膜电解池的结构设计与优化 尽管碱性阴离子交换膜电解技术(AEMWE)近年来发展迅速,但在电解池核心结构设计与操作参数匹配方面,尤其是干阴极这一特殊配置的研发中,仍缺乏系统认知与统一标准。电解池的结构性能直接决定了电解效率与长期稳定性,其核心组成包括双极板(BPP)、多孔传输层(PTL)的材料选型及电极体系的合理构建,这些组件的协同作用共同保障电解过程的高效进行。 一、双极板(BPP)的设计与材料选择 双极板作为电解池的关键承载部件,承担着电流均匀传导、反应物与产物的流体分配、电堆结构支撑等多重功能,其成本占比可达电堆总成本的40%,是控制设备经济性的核心环节。在碱性电解环境下,双极板的材料选择需同时满足导电性、耐腐蚀性与结构稳定性的要求,不同电极侧的工况差异进一步增加了选型难度。 阴极侧由于处于相对温和的还原环境,石墨材料因优异的化学稳定性与导电性成为传统选择。而阳极侧因面临氧化腐蚀风险,常采用钛(Ti)等耐蚀金属。除上述材料外,不锈钢(SS)、镍(Ni)等金属也被尝试用于双极板制造,这类材料的突出优势在于成本较低且机械加工性能优异,有助于降低规模化应用的门槛。但需警惕的是,金属材料在碱性电解长期运行中易发生表面钝化或腐蚀剥落,不仅会导致接触电阻升高,腐蚀产物还可能污染电极与膜组件,最终损害系统整体效能,因此材料表面改性或涂层保护技术的配套应用至关重要。 [...]