google-site-verification: google0228a1feb97d321e.html

google-site-verification: google0228a1feb97d321e.html

google-site-verification: google0228a1feb97d321e.html

全国技术热线
400-151-4235
我们的邮箱
admin@zgymzn.com
admin@zgymzn.com

质子交换膜铂载量涂层解决方案

浏览: 作者: 来源: 时间:2022-07-14 分类:超声波喷涂

质子交换膜铂载量涂层解决方案

低铂载&高性能&高耐久性

       阳极催化剂层和阴极催化剂层是膜电极最重要的部分,阳极使用催化剂促进氢氧化反应,涉及氧化反应、气体扩散、电子运动、质子运动、水的迁移等多种过程;阴极使用催化剂促进氧还原反应,涉及氧气的还原、氧气扩散、电子运动、质子运动、反应生成的水的排出等。良好的催化剂应该具有良好的催化活性、高质子传导率、高电子传导率和良好的水管理能力、气体扩散能力。

提高耐久性为当前关键,未来低铂载为研发方向。

1)燃料电池在车辆运行工况下,催化剂性能会发生衰减,如在动电位作用下会发生 Pt 纳米颗粒的团聚、迁移、流失,在开路、怠速及启停过程产生氢空界面引起的高电位导致的催化剂碳载体的腐蚀,从而引起催化剂流失。

2)目前最优催化剂仍是 Pt 和 Pt 基催化剂,常用的商业催化剂为 Pt/C,由 Pt 纳米颗粒分散到碳粉载体上的担载型催化剂。使用 Pt 催化剂将会受资源与成本的限制,目前Pt 用量已从 10 年前 0.8~1.0gPt/kW 降至现在的 0.3gPt/kW 左右,未来有希望进一步降低,使其催化剂用量达到传统内燃机尾气净化器贵金属用量水平(<0.05gPt/kW)。


降低铂载的研究途径主要有二:

1)提高催化剂的催化活性来实现 Pt 用量降低。主要研究方向包括:

①Pt 合金催化剂(利用过度金属催化剂提高其稳定性、质量比活性,包括 Pt-Co/C、Pt-Fe/C、Pt-Ni/C 等二元合金催化剂);

②Pt 单原子层催化剂(Pt 单原子层的核壳结构,);

③Pt 核壳催化剂(以非 Pt 材料为支撑核、表面壳为贵金属,由金属合金通过化学或电化学反应,去除活性较高的金属元素,保留活性较低的 Pt 元素。该方法降低 Pt载量,提升催化剂活性);④纳米结构 Pt 催化剂(以碳纳米管为催化剂载体的催化剂,是高度有序的催化层,质子、电子、气体可以更快传输)。

2)寻找替代 Pt 的催化剂,其研究主要包括过度金属原子簇合物、过渡金属氮化物等。 学术上低铂载膜电极技术不断突破。如今,膜电极催化层中 Pt 载量已经由常规的 0.2mg/cm2不断降低,进一步加快燃料电池产业化进程。


我司为 PEM、CCM、MEA 和 GDL 制造创造耐用、均匀的薄膜燃料电池催化剂涂层开发出一款功能性涂层超声喷涂解决方案.

超声波喷嘴对喷涂燃料电池催化剂油墨的好处:

  • 在 MEA 制造中证明了极高的铂利用率;高达 90%。

  • 高度多孔的涂层非常耐用,可防止催化剂层开裂或剥落。

  • 通过减少过度喷涂,节省高达 80%-90%的材料消耗,节省昂贵的催化剂油墨。

  • 清洁、精确的喷雾图案,易于成型,适合各种应用。

  • 高度可控的喷雾,产生可靠、一致的结果。

  • 不堵塞的雾化喷雾,不会偏离。

  • 超低流速能力,间歇或连续。

  • 超声波振动不断地打碎结块的颗粒并保持它们均匀分散;最大限度地利用铂金。

  • 能够以非常小的液体样品尺寸涂覆 PEM(仅需要 10ml 的催化剂溶液即可涂覆多个 PEM)。

  • 非常适合研发阶段,对 PEM 的出色“坚持”;最适合汽车零件等高振动燃料电池应用。


膜电极