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质子交换膜行业研究

浏览: 作者: 来源: 时间:2022-11-25 分类:超声波喷涂

质子交换膜行业研究——制备工艺——上海央米超声喷涂


       质子交换膜具有特殊的质子传递功能,在氢能、液流电池等领域有着广泛的应用,其中全氟质子膜是最重要的一种,它的原料是全氟磺酸树脂,由PSVE单体和四氟乙烯共聚而成。PSVE单体的制备、四氟乙烯的获取、树脂的聚合和最终成膜工艺决定了质子膜的生产难度。


一、质子交换膜的作用

质子交换膜应用场景

       质子交换膜(PEM)是有机氟化工的终端产品,广泛应用于氯碱、燃料电池、水电制氢和储能电池等领域,主要是因为其特有的质子传递功能,使电极反应顺利。以燃料电池质子交换膜为例,氢气通过气体扩散层,在阳极催化剂的作用下变成质子,质子被专门转移到PEM膜上的阴极上,并与氧离子反应形成水分子。在一定的温度和湿度下,PEM膜只传递质子,而气体分子不能通过。电子通过外部电路到达燃料电池阴极形成电流。质子交换膜不是通过交换的机能,而是以选择透过为其主要机理。


二、质子交换膜应用场景

       以氢燃料电池为例,与传统燃料汽车相比,汽车还可以分为四个模块:动力系统、底盘、汽车电子系统和车身。燃料电池汽车增加了燃料电池系统和车载加氢系统,其中燃料电池系统是其核心结构。燃料电池电抗器作为燃料电池系统的核心单元,可以将氢气的化学能转化为电能,并与电池一起驱动电机,为车辆提供动力。

燃料电池动力系统和电堆结构

超声波喷涂制备的一般流程为:

先将催化剂浆料在超声分散储液桶中分散搅拌,避免喷涂中浆料出现团聚及沉淀,超声喷涂设备涂覆到基材(GDL或者PEM)上。此外,与传统的喷涂制备方法相比,超声喷涂制备的MEA的Pt负载量最低。

超声喷涂法有如下优点:

(1)涂层厚度控制精度高:可制备二十纳米到数十微米的涂层,精确控制涂层厚度;

(2)喷嘴处不易发生堵塞,高效均匀的薄膜喷涂;

(3) 操作简单,自动化流程,适合MEA的批量化生产;

超声波喷涂制备示意图

YMUS超声波喷涂制备全自动、可编程的独立系统,具有协调的XYZ运动控制,多功能中到大批量或中试规模生产薄膜涂层

设备

                                                            YMUS-ZX400 超声波喷涂系统


                    质子交换膜

                                                                                           质子交换膜


上海央米超声波喷涂系统涂覆质子交换膜行业应用,使超声应用及表面处理应用从研发到批量生产,一站式纳米级涂层质量工艺及解决方案,超声喷涂设备技术应用。