Palivový článek má mnoho výhod. Palivový článek může pracovat efektivněji než spalovací motor. Emise palivových článků jsou nižší než emise ze spalovacích motorů. Vodíkové palivové články pouze vypouštějí vodu, takže nevypouštějí oxid uhličitý a neprodukují kouř a látky znečišťující ovzduší, které během provozu způsobují zdravotní problémy. Jako čistá energie jsou proto palivové články také široce používány v průmyslové výrobě.
Sestřikování palivových článků je důležitou součástí výroby palivových článků. Pro rovnoměrné stříkání a vysokou účinnost postřiku se používá ultrazvukový postřikovací systém. Následující text hlavně představuje základní součásti palivových článků, ultrazvukový postřikovací systém a tak dále.
& lt; p> Rozprašování palivového článku zahrnuje hlavně nástřik jeho sestavy membránové elektrody s jádrovou součástí. Jádrem palivového článku PEM je sestava membránových elektrod (MEA), která zahrnuje membránu, vrstvu katalyzátoru a vrstvu pro difúzi plynu (GDL). Polymerní elektrolytová membrána a vrstva katalyzátoru jsou zavedeny hlavně níže.
Polymerová elektrolytová membrána nebo PEM (také známá jako membrána pro výměnu protonů) je speciálně upravený materiál, který vede pouze kladně nabité ionty a blokuje elektrony. PEM je klíčem k technologii palivových článků, která umožňuje průchod pouze nezbytných iontů mezi anodou a katodou. Na obě strany membrány polymerního elektrolytu je třeba přidat vrstvu katalyzátoru, jedna strana je anodová vrstva, druhá strana je katodová vrstva. Na straně anody umožňuje katalyzátor štěpení molekul vodíku na protony a elektrony. Na katodové straně katalyzátor reaguje s protony produkovanými anodou za vzniku vody, čímž dochází ke snížení kyslíku.
Katalyzátorové materiály pro palivové články lze syntetizovat pomocí ultrazvukové trysky a poté je nastříkat na povrch polymerní elektrolytové membrány pro palivové články. Ultrazvukový rozprašovací systém lze použít k přesnému, přesnému a rovnoměrnému rozprašování katalyzátoru na elektrolytický film, aby se minimalizovalo přestřikování, což hraje velkou roli při optimalizaci stříkacího zařízení, opakovatelnosti, udržitelnosti a úsporách nákladů.
Obecně je u povlaků palivových článků požadováno kontinuální tenké potahování, aby se dosáhlo požadované tloušťky, textury a elektrických vlastností. Použití tradičních rozprašovacích ventilů rozprašujících vzduch snadno vede k nadměrnému stříkání a ucpávání, je náchylné k nerovnoměrnému stříkání a je obtížné udržet přesnou kontrolu toku kapaliny. Ultrazvuková tryska může produkovat měkký, účinný sprej a rovnoměrný povlak. Kromě toho může přesně ovládat tvar spreje a spouštět a zastavovat zařízení. Ultrazvukové stříkání může přesně řídit vzor a tloušťku povlaku. Ultrazvuková tryska je proto vhodnější volbou.
Ultrazvukovou trysku lze použít k syntéze nanomateriálů katalyzátoru palivových článků chemickou depozicí z plynné fáze nebo technologií rozprašovací pyrolýzy. Ultrazvukovou trysku lze také použít ke stříkání materiálu katalyzátoru na elektrodový nebo membránový substrát. Syntetizované částice katalyzátoru jsou obvykle suspendovány za vzniku&inkoustu &, který je třeba nastříkat na elektrodu nebo membránu, aby byl použit v palivových článcích. Ultrazvuková technologie je velmi vhodná pro všechny druhy vysokoteplotních a nízkoteplotních palivových článků PEM, DMFC a SOFC.