超声波喷涂电极涂层

超声波喷涂电极涂层 – 膜电极镀膜 – 杭州驰飞超声波

作为依赖化石燃料燃烧的常规电源的有希望的替代品，质子交换膜燃料电池（PEMFC）对于各种应用吸引了很多兴趣，例如便携式电子设备的电源，固定式发电以及移动电话。目前，PEMFC在大规模商业化之前仍面临着成本和性能问题的挑战。

作为质子交换膜燃料电池的重要组成部分，该电极是研究如何在不降低燃料电池性能的情况下降低阴极的Pt负载，从而使PEMFC的大规模商业化得以实现。为了减少Pt负载并提高催化剂性能，生产了直接在碳纸上生长的碳纳米纤维（CNF）作为新型催化剂载体。这种结构确保了所有催化剂颗粒都与碳纸背衬牢固地电接触。此外，与传统的炭黑催化剂载体相比，CNF具有更高的电导率，更大的表面积和更好的耐腐蚀性。

由于这些优点，使用CNF作为催化剂载体可以提高Pt催化剂的利用效率。催化剂层的传质性能和耐久性。为了进一步降低阴极Pt负载并提高性能，开发了一种基于脉冲电流电沉积（PCE）的三步法，并利用它来制造具有超低铂金负载的膜电极组件（MEA）阴极。这项研究的目的是通过将铂与过渡金属合金化以提高其在阴极侧发生的氧还原反应的催化活性，并研究三元合金在PEMFC中的电化学和电催化特性。

该方法涉及电沉积过程以建立具有更好的催化剂利用效率的改进的催化剂层结构，然后进行电流置换和电化学溶解过程以产生核壳结构的Pt基合金以提高催化剂的质量活性。研究了通过这种新颖的三步法制备的5×5 cm2电极上催化剂分布均匀性的控制。发现炭黑基材的密度和孔隙率影响催化剂层厚度，从而影响性能，在致密的炭黑基材上制备的PtFeNi催化剂产生的催化剂层厚度为3-5μm，而在疏松的炭上制备的催化剂黑色基板的厚度约为10μm。在单电池测试中，采用疏松碳基材阴极制备的MEA的性能比采用密实碳基材阴极制备的MEA高两倍。

就质量功率输出而言，PtFeNi阴极的性能是Pt阴极的8倍，同时还对PtFeNi MEA进行了初步的耐久性测试，证明了催化剂的良好稳定性。

如何使用减少质子交换膜燃料电池生产过程中催化剂的使用量。使用超声波催化剂喷涂设备， 减少多达50％的材料消耗并减少过量喷涂，从而节省了昂贵的催化剂溶液。而在MEA制造中​​铂利用率可高达90％。清洁、精确的喷涂，易于定型，超声波喷涂适合用于各种应用。