A era da energia do hidrogênio: oportunidades para equipamentos de pulverização ultrassônica

A era da energia do hidrogênio: oportunidades para equipamentos de pulverização ultrassônica

A pulverização ultrassônica, também conhecida como pulverização ultrassônica, é um processo de revestimento que utiliza tecnologia de atomização ultrassônica. O material a ser pulverizado está inicialmente no estado líquido, que pode ser uma solução, sol ou suspensão. O revestimento líquido é atomizado em partículas finas por um atomizador ultrassônico. Em seguida, uma certa quantidade de gás de arraste passa através do atomizador para revestir uniformemente a superfície do substrato, formando um revestimento ou película fina. A Exposição de Equipamentos Eletrônicos aprendeu que atualmente o equipamento de pulverização ultrassônica é amplamente utilizado no campo da energia do hidrogênio. Nas células de combustível, sistemas de pulverização ultrassônica são usados ​​para revestir os componentes das células de combustível, particularmente conjuntos de eletrodos de membrana (MEAs). O núcleo de uma célula a combustível PEM é o MEA, que consiste na membrana, camada de catalisador e camada de difusão de gás. Os sistemas de pulverização ultrassônica podem aplicar o catalisador com precisão, precisão e uniformidade à camada da membrana eletrolítica, minimizando a pulverização excessiva. Este sistema desempenha um papel significativo na otimização, repetibilidade, sustentabilidade e economia de custos do equipamento de pulverização. As estações de pulverização ultrassônica contínua do catalisador MEA de célula de combustível podem revestir automaticamente a membrana de prótons, melhorando a eficiência e reduzindo os custos de mão de obra. No campo da produção de hidrogênio por eletrólise da água, equipamentos de pulverização ultrassônica são usados ​​para revestir eletrolisadores de hidrogênio. A alta uniformidade da camada de catalisador e a dispersão uniforme das partículas suspensas tornam os revestimentos de um ou dois lados altamente eficientes. Em aplicações de eletrólise por captura de carbono, o equipamento de pulverização ultrassônica aplica catalisadores às membranas usadas para separar e capturar o dióxido de carbono antes que ele entre na atmosfera.

Equipamento de pulverização ultrassônica para revestimento de catalisador de células de combustível: Em aplicações práticas, a tecnologia de pulverização ultrassônica tem sido amplamente utilizada para preparar vários tipos de catalisadores de células de combustível. Por exemplo, revestimentos de materiais como catalisadores à base de platina e níquel podem ser otimizados usando pulverização ultrassônica.

Pulverização ultrassônica de catalisadores de platina: A platina, com suas excelentes propriedades catalíticas, desempenha um papel fundamental nas células a combustível de membrana de troca de prótons (PEMFCs). A pulverização ultrassônica pode revestir uniformemente o catalisador de platina no substrato do eletrodo, melhorando seu desempenho catalítico e condutividade.

Revestimento combinado de catalisadores de níquel: Os catalisadores à base de níquel são uma alternativa abundante e de baixo custo à platina. A pulverização ultrassônica pode efetivamente aumentar a atividade catalítica e a durabilidade dos catalisadores à base de níquel, alcançando melhores resultados de aplicação.

Aplicação de Nanomateriais: Os nanomateriais podem ser introduzidos como aditivos durante o processo de pulverização ultrassônica para melhorar ainda mais o desempenho do revestimento. Por exemplo, a adição de nanotubos de carbono (CNTs) ou grafeno pode melhorar significativamente a condutividade e a resistência mecânica do catalisador.

A camada de difusão de gás (GDL) é um componente crucial das células a combustível de membrana de troca de prótons, localizada entre o eletrodo catalisador (CL) e a placa bipolar (BP). Ao contrário da camada CL, a camada de difusão de gás em si não participa da reação eletroquímica, mas é crucial para o bom funcionamento da célula a combustível.

Os sistemas de pulverização ultrassônica oferecem as seguintes vantagens e benefícios significativos para aplicações GDL GDL:

Controle de revestimento de alta precisão: Os sistemas de pulverização ultrassônica podem controlar com precisão a espessura e uniformidade do revestimento, garantindo o desempenho do transporte de gás e a durabilidade do GDL.

Eficiência energética: Em comparação com os métodos de pulverização tradicionais, a tecnologia de pulverização ultrassônica utiliza o revestimento de forma mais eficiente, reduz o desperdício e oferece um processo de pulverização mais eficiente, reduzindo assim os custos de produção.

Versátil: Os sistemas de pulverização ultrassônica são adequados para revestir uma variedade de materiais, adaptando-se às necessidades de produção de GDLs de diversos tipos e especificações. Meio Ambiente e Segurança: A Exposição de Equipamentos Eletrônicos aprendeu que o processo de pulverização ultrassônica não produz substâncias nocivas, é inofensivo ao meio ambiente e à saúde dos operadores e atende aos requisitos do desenvolvimento sustentável.

Boa adesão ao revestimento: A tecnologia de pulverização ultrassônica pode formar uma boa ligação entre o revestimento e o substrato, melhorando a resistência e estabilidade do GDL.

Aplicação da tecnologia de pulverização ultrassônica em equipamentos de armazenamento de hidrogênio: O equipamento de armazenamento de hidrogênio é um componente crítico da utilização da energia do hidrogênio e seu desempenho afeta diretamente a eficiência de armazenamento e transporte da energia do hidrogênio. A tecnologia de pulverização ultrassônica pode pulverizar materiais de armazenamento de hidrogênio em recipientes de metal ou plástico, formando uma camada uniforme de armazenamento de hidrogênio, aumentando assim a capacidade e a segurança de armazenamento de hidrogênio. Esta tecnologia não só melhora o desempenho dos equipamentos de armazenamento de hidrogénio, mas também reduz os custos de produção, proporcionando um forte apoio à sua aplicação generalizada.

Dutos de transmissão de hidrogênio: Os dutos de transmissão de hidrogênio são infraestruturas críticas para o transporte de energia de hidrogênio e seu desempenho afeta diretamente a eficiência e a segurança da transmissão de hidrogênio. A tecnologia de pulverização ultrassônica pode ser usada no revestimento de tubulações de transmissão de hidrogênio. Ao pulverizar materiais de revestimento anticorrosivos e resistentes ao desgaste, a vida útil das tubulações pode ser estendida e os custos de manutenção podem ser reduzidos. Esta tecnologia não só melhora o desempenho e a segurança dos gasodutos de hidrogénio, mas também reduz os custos operacionais, proporcionando um forte apoio à sua aplicação generalizada. Em resumo, as principais aplicações de equipamentos de pulverização ultrassônica no setor de energia de hidrogênio incluem a pulverização de conjuntos de eletrodos de membrana (MEAs) em células de combustível, otimização de materiais e componentes essenciais em processos de produção de hidrogênio por eletrólise de água e uso de equipamentos de dutos para armazenamento e transporte de hidrogênio. Estas aplicações ajudam a melhorar a eficiência e a qualidade da produção de hidrogénio, impulsionando o desenvolvimento da indústria energética do hidrogénio.

Vídeos de equipamentos de pulverização ultrassônica do RPS-Sonic: