各種各樣的燃料電池在陽（用于氧化燃料并將其轉(zhuǎn)換為質(zhì)子或氫陽離子以及電子）和陰（將氫陽離子和氧轉(zhuǎn)換為水）處均使用催化劑。通常使用貴金屬，納米碳或其他基于納米材料作為催化劑。這種催化劑材料先需要合成，然后噴涂在電表面上以用于燃料電池。
超聲波噴嘴可以將催化劑材料均勻噴涂在燃料電池的電或膜基材上。合成后的催化劑顆粒通常處于懸浮的狀態(tài)，需要將其均勻的噴涂在燃料電池的電或膜上。通常，需要以連續(xù)的薄層形式施加涂層以達到所需的厚度和電性能。當使用的某些噴涂方法包括浸涂、空氣霧化噴嘴、超聲波噴嘴、絲網(wǎng)印刷機、手動刷涂。
燃料電池
傳統(tǒng)的噴涂方法的限制 #
使用浸涂技術(shù)，很難同時控制厚度和均勻性。
壓力噴嘴初用于噴涂。它們的缺點是需要稍微復雜的系統(tǒng)（用于產(chǎn)生壓力），大量的材料浪費和環(huán)境污染，這對于進行噴涂的人員來說尤其危險。
空氣霧化噴霧閥會產(chǎn)生過多的噴霧，容易堵塞，產(chǎn)生不均勻的噴霧形式，并且難以維持對液體流速的控制。
絲網(wǎng)印刷技術(shù)適合于施加厚涂層，并且施加薄層的能力非常有限。
手動刷涂技術(shù)本質(zhì)上是主觀的，因為它依賴于操作員的技能。
傳統(tǒng)噴涂方法
超聲波霧化噴涂的優(yōu)點
噴涂
超聲波霧化器噴嘴可將催化劑準確，且均勻地涂布在燃料電池的基材上，從而程度地減少了過噴，從而將浪費降至。燃料電池催化劑作為清潔，可持續(xù)能源未來的一部分。為了提率并降低氫燃料電池的制造成本，正在進行大量的努力。 許多注意力集中在電池堆上，特別是催化劑涂層的膜和氣體擴散層。在電池堆中使用了許多涂層，其中許多涂層需要薄薄地涂覆。如果均勻地覆蓋涂層并且沒有缺陷，則可以提高燃料電池的性能。
超聲波噴嘴可產(chǎn)生更柔軟，更有效的噴霧，可以控制噴霧圖案的形狀以及地啟動和停止液體噴霧，因此能夠產(chǎn)生了更加均勻的涂層。超聲波已用于許多與燃料電池相關(guān)的技術(shù)，例如質(zhì)子交換膜（PEM）燃料電池，氣體擴散層（GDL），固體氧化物燃料電池，電和電解質(zhì)膜。
避免過量噴涂
超聲波噴嘴產(chǎn)生柔和的低速噴霧，從而程度地減少了過量噴霧。當使用低速氣體來塑造超聲霧化器的噴霧羽流時，昂貴材料的轉(zhuǎn)移效率是可能的。該技術(shù)可實現(xiàn)較大的流量調(diào)節(jié)比，從而程度地提高了霧化平臺的靈活性。大孔口和超聲波使霧化高固體物質(zhì)成為可能，而無需擔心堵塞。噴嘴的鈦金屬結(jié)構(gòu)使其對許多溶劑具有高度惰性，因此具有很高的可靠性和較長的使用壽命。
高均勻度
超聲波噴涂技術(shù)可以制備高均勻度，高致密性的碳基燃料電池催化劑涂層。例如，鉑碳，鈀碳，釕碳和其他全電池催化劑涂層可以緊湊，均勻地沉積在Nafion質(zhì)子交換膜上，而不會出現(xiàn)溶脹現(xiàn)象。因此，超聲噴涂技術(shù)被廣泛認為是生產(chǎn)燃料電池質(zhì)子交換膜電的關(guān)鍵工藝。超聲波噴涂系統(tǒng)應用于Siansonic Technology生產(chǎn)的燃料電池涂層中，可以噴涂各種不同的金屬合金，包括制備鉑鎳，銥和釕基燃料電池催化劑涂層，以及制造PEM，GDL，DMFC （直接甲醇燃料電池）和SOFC（固體氧化物燃料電池）。
使用超聲波噴嘴，可將噴霧溶液均勻化，可有效控制液滴尺寸（噴嘴頻率會影響液滴尺寸），并可分配微霧量，從而確保組成和結(jié)構(gòu)的均勻性以及所得薄膜和圖案的精度。物料浪費保持在水平，設(shè)備操作者的風險較小。
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更新時間：2022-09-20 
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