PEM燃料电池用超声波喷涂

超声喷涂技术在高性能PEM燃料电池电极制造中的应用

膜电极组件(MEA)的制造技术显着影响质子交换膜(PEM)燃料电池的性能和耐久性。在本研究中,超声喷涂技术已被用于制造不同尺寸的气体扩散电极,大可达400 cm2。催化剂油墨由70wt%催化剂和30wt%Nafion在1:7水与2-丙醇的溶液中组成。将电极的铂负载量调节至0.4mg Pt / cm 2。已经使用具有不同铂含量的商业Pt / C催化剂。使用在48kHz下操作的超声喷涂仪将催化剂油墨喷涂到气体扩散层上。涂层工艺完全由计算机控制,并根据涂层面积,喷涂流速和多层涂层进行编程。已经在单个PEM燃料电池中测试了电极的性能。通过保持铂负载恒定,对于20,40,50,70%Pt / C催化剂,用新方法达到的功率密度分别为0.53,0.74,0.77和0.88W / cm 2。与“用气压雾化喷枪喷射催化剂油墨”相比,功率密度增加了2.5倍。采用超声波涂覆方法实现了均匀薄膜。多层形成保留了电极的孔隙率,在涂覆过程中阻碍了电极表面上的溢流,并且在燃料电池操作期间增强了反应物的输送。因此,可以通过超声喷涂技术制造高性能,可再现和大面积的电极。
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