Tecnología de pulverización ultrasónica para PEM

La atomización ultrasónica y el PEM (generalmente se refieren a la membrana de intercambio de protones) son procesos centrales en la fabricación de celdas de combustible de hidrógeno.

Ultrasónico: esto se refiere a la tecnología de atomización ultrasónica. Utiliza la energía física de las ondas de sonido de alta frecuencia (típicamente> 20 kHz) para romper los líquidos en gotas extremadamente finas y uniformes.

PEM: la membrana de intercambio de protones, un componente central de las celdas de combustible de hidrógeno, es una membrana de electrolitos sólidos especializados que conduce protones (H⁺) y aísla el hidrógeno y el oxígeno.

Pulverización: Esto se refiere al proceso de aplicar precisión y uniformemente una suspensión de catalizador a una capa de difusión de PEM o gas (GDL) como un recubrimiento.

La pulverización de PEM ultrasónica es un proceso de fabricación avanzado que utiliza tecnología de atomización ultrasónica para aplicar con precisión la suspensión requerida para formar la capa de catalizador de celdas de combustible a una membrana de intercambio de protones (PEM). Este proceso también se conoce como CCM (membrana recubierta de catalizador). Membrana (membrana recubierta de catalizador).

Principio de trabajo

Preparación de lodo: el catalizador (generalmente nanopartículas de aleación de platino o platino soportadas en polvo de carbono), los ionómeros (como la solución de nafio, que actúa como un conductor de protones y un aglutinante), y el disolvente (como el agua o el alcohol) se mezclan de acuerdo con una fórmula específica para formar un slurry uniforme y estable.

Atomización ultrasónica: la lechada se entrega a la cabeza del transductor del atomizador ultrasónico. El transductor convierte la señal eléctrica de alta frecuencia en vibraciones mecánicas de la misma frecuencia.

Generación de gotas: las vibraciones de alta frecuencia se generan en la suspensión. Las ondas capilares 'se forman en la superficie líquida. Cuando la energía de la vibración excede la tensión superficial del líquido, las gotas están 'desgarradas ' y separadas de las crestas de onda, formando gotas pequeñas y uniformes de aerosol de micras/submicrones.

Deposición de pulverización: las gotas de aerosol generadas por atomización son transportadas por un gas portador (generalmente un gas inerte como el nitrógeno) y se rocían sobre el sustrato PEM a continuación.

Formación de la película de secado: las gotas se extienden y se fusionan en la superficie del sustrato, y el solvente se evapora rápidamente, dejando en última instancia una capa catalítica porosa, densa y uniforme compuesta de catalizador e ionómero.

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