超聲膜電極鍍膜系統可在燃料電池膜電極工藝上產生高度耐用、均勻的碳基催化劑墨水涂層，而膜不會變形。

均勻的催化劑涂層沉積在PEM燃料電池、GDL、電極、各種電解質膜和固體氧化物燃料電池上，噴涂的懸浮液包含炭黑墨水、PTFE粘合劑、陶瓷漿料、鉑和其他貴金屬。

也可以使用超聲波噴涂其他金屬合金，包括金屬氧化物懸浮液的鉑、鎳、銥和釕基燃料電池催化劑涂層，以制造PEM燃料電池、聚合物電解質膜（PEM）電解槽、DMFC（直接甲醇燃料電池）和SOFC（固體氧化物燃料電池）可產生大負荷和高電池效率。

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超聲波噴涂工作原理

通過沿噴嘴長度方向延伸的無堵塞的進料管將液體引入霧化表面，在霧化表面上的液體中產生震動并霧化。

根據噴霧圖案的寬度要求和所需的流量，噴頭表面基本分成下面三種。

• 上圖圖中左邊的圖示表示散射型超聲波噴嘴霧化形狀為錐形，通常情況下，霧化噴涂直徑為50.8——76.2mm。
• 中間插圖是聚焦型超聲波噴嘴霧化形狀為細小柱狀形，這種類型的超聲波噴嘴噴涂直徑范圍0.381——1.016mm。通常我們推薦這一類型的噴嘴應用于噴涂流量較低，噴涂速率低，狹窄式噴涂。
• 右圖表示平面型超聲波噴涂霧化形狀為圓柱形，這一噴涂模式流量和噴涂速率相對較高，但是相比散射型超聲波噴嘴側向噴涂范圍有限。

燃料電池噴涂設備，杭州馳飛

超聲波噴涂的影響因素

從超聲波噴涂的效用來做區分，主要關注兩方面一是超聲波噴涂的霧化液滴的顆粒直徑，二是超聲波噴涂的流量性能。總得來說，影響超聲噴涂儀的噴涂效果主要有超聲頻率、孔口大小、霧化面面積、振動頻率和液體性質。

• 超聲頻率：頻率越高，霧滴顆粒直徑越細小；
• 孔口大小：孔口大小決定流量大小；
• 霧化面面積：霧化面既能夠承受的液體量而同時又能保有產生霧化所需要的薄膜的能力有一個限度的；
• 振動頻率：超聲波頻率越大霧化顆粒直徑越小，但是霧化流量隨之越小
• 液體性質：液體中的物質會影響霧化效果，比如當液體在霧化面經過超聲波作用分離形成霧化液滴時，聚合物分子會阻礙這種離散液滴的形成。

超聲波噴涂技術與傳統涂覆技術對比

傳統的涂覆方法對于燃料電池中的涂層應用存在許多限制。

• 使用浸涂技術，難以同時控制涂層的厚度和均勻性。
• 空氣霧化噴霧閥會產生過多的噴霧，容易堵塞，產生不均勻的噴霧形式，并且難以維持對液體流速的精確控制；
• 絲網印刷技術適用于涂覆較厚的涂層，涂覆薄層的能力非常有限；
• 手動刷技術本質上是主觀的，因為這考驗了操作員的技能。

超聲波噴涂技術優勢：

• 噴涂均勻性與可控性高
• 不易堵塞噴嘴
• 原料利用率高、減少浪費
• 無需高壓氣體
• 原材料使用率超過95％
• 觸摸屏控制系統
• 高精度實驗室注射泵

資料來源：杭州馳飛

原文始發于微信公眾號（艾邦氫科技網）：膜電極催化劑層制備工藝之一：超聲波噴涂