Ứng dụng pin nhiên liệu của thiết bị phun siêu âm

Ứng dụng pin nhiên liệu của thiết bị phun siêu âmỨng dụng pin nhiên liệu của thiết bị phun siêu âm

Pin nhiên liệu có một số lợi thế, có thể hoạt động với hiệu suất cao hơn so với động cơ đốt trong. Lượng khí thải từ pin nhiên liệu thấp hơn so với động cơ đốt trong. Các tế bào nhiên liệu hydro chỉ thải ra nước, do đó không thải ra carbon dioxide và không tạo ra khói và các chất ô nhiễm không khí gây ra các vấn đề sức khỏe khi hoạt động. Do đó, pin nhiên liệu là nguồn năng lượng sạch cũng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp.

Phun các thành phần của pin nhiên liệu là một liên kết quan trọng trong sản xuất pin nhiên liệu. Hệ thống phun siêu âm được sử dụng để phun các thành phần của pin nhiên liệu do tính năng phun đồng nhất, hiệu quả phun cao, v.v. Dưới đây chủ yếu giới thiệu về các thành phần cốt lõi của pin nhiên liệu, hệ thống phun siêu âm, v.v.

Pin nhiên liệu

Việc phun về pin nhiên liệu chủ yếu liên quan đến việc phun các thành phần cốt lõi của nó, các cụm điện cực màng. Tại trung tâm của pin nhiên liệu PEM là cụm điện cực màng (MEA), bao gồm màng, lớp xúc tác và lớp khuếch tán khí (GDL). Sau đây chủ yếu giới thiệu màng điện phân cao phân và lớp chất xúc.

Màng điện phân polymer, hoặc PEM (còn được gọi là màng trao đổi proton) là một vật liệu được xử lý đặc biệt chỉ truyền các ion tích điện dương và chặn các electron. PEM là chìa khóa cho công nghệ pin nhiên liệu, chỉ cho phép các ion cần thiết đi qua giữa cực dương và cực âm. Một lớp chất xúc tác cần được thêm vào hai bên của màng khối điện phân polymer, với một lớp anode ở một bên và một lớp cathode ở bên kia. Ở phía cực dương, chất xúc tác cho phép các phân tử hydro phân chia thành proton và electron. Ở phía cực âm, chất xúc tác tạo ra nước bằng cách phản ứng với proton được tạo ra bởi cực dương, do đó làm giảm oxy.

Hệ thống phun siêu âm

Vật liệu xúc tác cho pin nhiên liệu có thể được tổng hợp bằng vòi phun siêu âm trước khi phun lên bề mặt màng khối điện phân polymer để sử dụng trong pin nhiên liệu. Hệ thống phun siêu âm có thể được sử dụng để phun chất xúc tác lên màng điện phân chính xác, chính xác và đồng đều, do đó giảm thiểu quá trình phun, đóng một vai trò lớn trong việc tối ưu hóa thiết bị phun, lặp lại, bền vững và tiết kiệm chi phí, v.v.

Thông thường, lớp màng của pin nhiên liệu đòi hỏi một lớp phủ mỏng liên tục để đạt được độ dày, kết cấu và tính chất điện mong muốn. Việc sử dụng van phun sương không khí truyền thống dễ dẫn đến tình trạng phun quá mức, tắc nghẽn và dễ tạo ra phun không đồng đều và khó duy trì việc kiểm soát chính xác lưu lượng chất lỏng. Vòi phun siêu âm có khả năng tạo ra phun mềm, hiệu quả và lớp phủ đồng nhất. Ngoài ra, còn có thể điều khiển chính xác hình dạng phun sương cũng như thủ tục khởi động và dừng của thiết bị. Phun siêu âm có thể kiểm soát chính xác mô hình lớp phủ và độ dày lớp phủ. Do đó, vòi phun siêu âm là một lựa chọn thích hợp hơn.

Vòi phun siêu âm có thể được sử dụng để tổng hợp vật liệu nano xúc tác pin nhiên liệu thông qua lắng đọng hơi hóa học hoặc công nghệ nhiệt phân phun. Vòi phun siêu âm cũng có thể được sử dụng để phun vật liệu xúc tác lên điện cực hoặc chất nền màng. Các hạt chất xúc tác tổng hợp thường lơ lửng, tạo thành "mực" mà sau đó cần phải được phun đúng cách lên các điện cực hoặc màng để sử dụng trong pin nhiên liệu. Công nghệ phun siêu âm là lý tưởng cho tất cả các loại nhiệt độ cao và thấp PEM, DMFC và SOFC pin nhiên liệu.