Aplicação de pulverização ultrassônica na nova indústria de energia

A tecnologia de pulverização ultrassônica é altamente procurada na nova indústria de energia devido à sua alta eficiência, precisão e conservação de material. Ele se destaca particularmente em áreas que exigem revestimentos uniformes e ultrafinos.

A seguir, estão seus principais cenários e vantagens de aplicação:

Membrana de troca de prótons (PEM)

Camada de difusão a gás (GDL)

Produção eletrolítica de hidrogênio - pulverização de eletrolisador

Baterias e eletrodos e membranas eletrolíticas

Filme condutor transparente (TCF)

1. Fabricação de bateria de lítio

Revestimento de eletrodo:

Materiais de cátodo/ânodo: A pulverização ultrassônica pode aplicar uniformemente andas de materiais ativos (como LIFEPO₄, NMC e grafite) para formar uma camada fina com espessura controlável (nível de micrômetro), melhorando assim a densidade de energia da bateria e a vida útil do ciclo.

Vantagens: Comparadas ao revestimento tradicional da lâmina, reduz o desperdício de material (taxa de utilização da pasta superior a 90%), impede a sedimentação da pasta e é adequada para alta viscosidade ou nanomateriais.

Coatagem de eletrólito sólido: usado para pulverizar camadas de eletrólitos sólidos ultrafinos (como LLZO) para melhorar o contato interfacial.

Revestimento de diafragma:

Os revestimentos de cerâmica de pulverização (Al₂o₃) ou polímero aprimora a resistência de alta temperatura do diafragma e a molhabilidade eletrolítica.

2 células de combustível

Camada Catalisador (CCM):

Pulverizando uniformalmente o catalisador de platina na membrana de troca de prótons (PEM) ou na camada de difusão de gás (GDL), reduzindo o uso de platina (redução dos custos) e melhorando a eficiência da reação.

Revestimento de membrana eletrolítica: a pulverização de precisão de materiais como o Nafion evita os problemas de inchaço associados aos processos tradicionais.

3. Células solares

Células solares perovskite:

A pulverização de soluções precursoras de perovskita atinge a formação uniforme de filmes em grandes áreas, eliminando o desperdício de material associado ao revestimento de rotação.

Adequado para substratos flexíveis (como PET), promovendo o desenvolvimento de baterias leves.

Revestimento condutor transparente (TCO): pulverização de óxido de lata de índio (ITO) ou nanofios de prata substituem o revestimento caro a vácuo.

4. Outras novas aplicações energéticas

Supercapacitores:

A pulverização de eletrodos de carbono ou grafeno ativado aumenta a área de superfície específica e a eficiência da transferência de carga. Materiais de armazenamento e transporte de hidrogênio:

Os revestimentos de bloqueio são pulverizados na superfície interna dos tanques de armazenamento de hidrogênio para reduzir a permeação de hidrogênio.

Vantagens técnicas

Alta precisão: o tamanho de gotícula pequeno (10-50 mícrons) é adequado para substratos complexos (como eletrodos porosos).

PERDA BAIXA: Sem entupimento de pistola de pulverização, recuperação de chorume, adequada para materiais caros (como platina e nanomateriais).

Proteção ambiental e economia de energia: Não é necessário gás de alta pressão, reduzindo a volatilização do solvente (as emissões de COV são reduzidas em mais de 30%).

Desafios e tendências

Otimização do processo: é necessária a reologia de pasta com parâmetros ultrassônicos (frequência e amplitude).

Escala: Desenvolvimento da tecnologia de matriz de vários NOZE para atender aos requisitos de produção em massa (como linhas de produção de bateria em escala GW).

Adaptação a novos materiais: Desenvolvendo processos de revestimento de pulverização para materiais emergentes, como ânodos de silício e cátodos de enxofre.

A tecnologia de pulverização ultrassônica está impulsionando a atualização de novos equipamentos de energia para maior desempenho e menor custo, principalmente no campo de revestimento de camada fina, substituindo os processos tradicionais. Com o aumento da automação, espera -se que seu escopo de aplicação se expanda mais no futuro.

Vídeos de equipamentos de pulverização ultrassônica do RPS-Sonic: