燃料电池膜电极制备方法——薄膜涂层——YMUS波
目前，交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）的产业化进程仍然面临着成本高、寿命短等问题。催化剂层铂的利用率低、成本高是燃料电池技术商业化的重要障碍。因此，提高催化层铂利用率是燃料电池研究和开发的一项重大研究方向。
降低燃料电池铂载量和提高燃料电池性能的方法主要包括2大方面：
（1）通过采用高活性合金催化剂和高耐久的催化剂载体来提高催化剂活性和稳定性。这种方法可以在一定程度上提高燃料电池的性能，但仍有较大的提升空间，这主要是因为发生电化学反应的“三相反应界面”也是影响燃料电池性能的因素，它直接影响燃料电池内部的反应气体、水和质子的传输能力。因此，提升燃料电池的“三相反应界面”尤为重要。
（2）通过优化膜电极制备方法，改善膜电极和催化剂的结构，提升燃料电池的性能。高质量的膜电极制备方法是膜电极大批量生产的基础，也是燃料电池商业化的关键。因此，膜电极的制备方法成为燃料电池研究的重点之一。
如何提升膜电极的制备方法？如何提高膜电极稳定性？
超声喷涂法是一种新型的燃料电池膜电极制备方法，可以精确控制催化层厚度，保证喷涂的催化层具有优异的均匀性。利用超声喷涂法制备膜电极主要包括以下2个步骤：
（1）通过超声分散等方法制备催化剂浆料；
（2）在超声条件下将催化剂浆料雾化喷涂到支撑体(气体扩散层或质子交换膜)上；
利用超声喷涂技术制备碳微孔层和催化层，验证了喷涂的重复性、浆料利用率和均匀性。浆料的平均利用率高于85%，远高于其他喷涂技术的浆料利用率。
超声喷涂法的优点：
（1）通过优化超声喷头功率和频率等参数，可以使雾化出的催化剂浆料回弹小且不易过喷涂，提高催化剂利用率；
（2）振动棒使得催化剂颗粒高度分散，以及超声分散注射器对催化剂浆料具有二次搅拌效果，极大地降低铂的化学污染和反应活性区域降低的概率；
（3）操作简单，自动化程度高，适合膜电极的批量化生产。
