将催化剂油墨超声喷涂到金属或石墨基底上的工艺已成为众多先进领域中的一项关键技术。

超声喷涂利用高频声波将催化剂油墨破碎成微观上细小的液滴。当应用于不锈钢或铝等金属基

底时，它能确保油墨高度均匀地分布，这对于提高催化活性至关重要。对于常用于储能应用的

石墨基底而言，这种喷涂方法有助于形成一个无缝且附着性良好的涂层。它能够精确控制催化

剂油墨的厚度和覆盖范围，从而使燃料电池、电池以及其他电化学系统实现性能优化。

　　超声波喷涂技术在导电催化剂油墨喷涂中的应用因其高效、精准和可控性而备受关注，尤

其在新能源、电子器件和催化材料领域具有重要意义。以下是其关键应用特点及优势：

　　1.核心优势

　　均匀成膜：

　　超声波振动将油墨雾化为微米/纳米级液滴，确保涂层厚度均匀（可达亚微米级精度），

减少“咖啡环效应”，提升催化活性表面的均一性。

　　高材料利用率：

　　喷涂过程精准可控，材料浪费可降低至传统气动喷涂的20%以下，对贵金属催化剂（如铂、

铱）的节约至关重要。

　　非接触式喷涂：

　　避免基材机械损伤，适用于柔性基底（如质子交换膜、石墨烯薄膜）或复杂三维结构

（如气体扩散层、多孔电极）。

　　低粘度适应性：

　　可处理低粘度导电油墨（如水系或溶剂型），无需高压辅助，减少溶剂挥发对环境的污染。

　　2.典型应用场景

　　燃料电池电极制备：

　　用于质子交换膜燃料电池（PEMFC）的催化层喷涂，均匀覆盖Pt/C催化剂于膜电极（MEA），

优化三相反应界面，提升电化学性能。

　　电解水制氢催化层：

　　在质子交换膜电解槽（PEMWE）中喷涂IrO₂或RuO₂催化剂，降低析氧反应（OER）过电位，

延长膜电极寿命。

　　柔性电子器件：

　　在PET、PI等柔性基底上喷涂Ag纳米线、碳纳米管油墨，制作透明导电电路或传感器。

　　能源存储器件：

　　用于锂硫电池硫正极催化层、超级电容器电极的均匀涂覆，改善电荷传输效率。

　　3.关键工艺参数

　　频率选择：

　　常用20-120kHz，高频（如80kHz以上）生成更小液滴（<10μm），适合超薄涂层；

低频适用于高固含量油墨。

　　流量与扫描速度：

　　需匹配油墨粘度与基材吸液性，避免过度润湿或干燥，例如燃料电池催化层喷涂流量通常为0.1-5mL/min。

　　基材温度控制：

　　加热基板（50-80°C）可加速溶剂挥发，防止液滴聚并，提升成膜致密性。

　　雾化气压优化：

　　辅助气体压力（如0.1-0.5bar）调节雾化锥角，控制喷涂区域宽度。

　　4.技术挑战与解决方案

　　油墨适配性：

　　高固含量或高粘度油墨需调整配方（如添加表面活性剂）以降低粘度，或采用多级超声雾化技术。

　　边缘效应控制：

　　通过多轴运动平台编程路径（如螺旋扫描）减少边缘堆积，或采用掩模辅助定位。

　　长期稳定性：

　　定期清洁喷嘴防止催化剂颗粒堵塞，采用耐腐蚀材料（如钛合金）应对酸性/碱性油墨。

　　超声波喷涂技术通过精密雾化和可控沉积，显著提升了导电催化剂油墨的涂覆质量与效率，尤其适用于高

附加值、高性能需求的场景（如氢能、柔性电子）。未来随着工艺优化与智能化升级，其应用范围将进一步

扩展至新兴能源材料和微型化器件制造领域。实际应用中需结合油墨特性与设备参数开展系统验证，以实现

最佳性能与成本平衡。