超声喷涂技术：燃料电池膜电极制造的革命性突破

　　在燃料电池技术飞速发展的今天，膜电极（MEA）作为其“心脏”，其性能直接决定着电池的效率、寿命与成本。

传统涂布方法如刮刀、丝网印刷等，已难以满足高性能燃料电池对催化剂层均匀性、一致性及贵金属利用率的严苛要求。

而超声喷涂技术，正以其精密、高效、低耗的独特优势，成为燃料电池膜电极制造的革新力量，为产业化进程注入强劲

动力。

　　精密均匀，释放每一克催化剂的最大潜能

　　超声喷涂技术的核心在于利用超声波能量将催化剂浆料雾化为微米级均匀细密的液滴。与传统依赖高压气体破碎的

喷涂方式不同，这种“温和”的雾化方式产生的液滴尺寸均匀、飞行轨迹稳定，从根本上保障了涂层的卓越一致性。

　　对于膜电极而言，这意味深远：

　　极致均匀的催化剂层：确保反应活性位点分布均一，大幅减少因局部过厚或过薄导致的性能衰减点，提升整体

电流密度输出。

　　超薄且可控的涂层：精准控制上料量，轻松实现亚微米级超薄催化层的制备，有效减少质子、电子传输阻力，

提升反应动力学速度。

　　卓越的界面结合：细腻雾化的浆料能更好地附着在质子交换膜或气体扩散层基底上，形成牢固且接触电阻低的界面，

保障电池长期运行的稳定性。

　　高效节能，直击产业化降本增效的核心痛点

　　燃料电池的成本，尤其是贵金属催化剂（如铂）的成本，是商业化的主要障碍之一。超声喷涂技术为此提供了

关键解决方案：

　　极高的材料利用率：喷涂过程中，浆料定向沉积在基底上，过喷、飞溅损耗极低，材料利用率可高达95%以上，

远优于传统方法。直接节省了昂贵的催化剂成本。

　　灵活的图案化能力：通过程序控制，可轻松实现复杂、精准的涂覆区域控制（如活性区域限定），避免材料浪费，

并满足特殊结构电池的设计需求。

　　低浆料需求与易维护性：系统所需浆料容量小，适合昂贵浆料的小批量试制和连续生产。同时，超声波喷头无易

损运动部件，维护简单，停机时间少。

　　环保与安全：封闭的喷涂环境减少了溶剂挥发，更环保；浆料在低压下输送，系统运行更安全。

　　工艺强大，赋能下一代高性能膜电极研发

　　超声喷涂的适应性使其能够处理多样化的材料体系，推动前沿技术开发：

　　处理低粘度浆料：特别适合用于制备超薄、高孔隙率的离聚物/催化剂复合层，优化三相反应界面。

　　梯度化与多层结构制备：通过编程控制，可一次性连续喷涂不同组分的浆料，实现催化剂层内成分或孔隙率的

梯度分布，从而优化传质与排水性能，这是追求更高功率密度的重要途径。

　　兼容多种基底：无论是脆弱的裸质子交换膜（CCM法），还是多孔的气体扩散层（GDE法），超声喷涂都能

实现无损、均匀的涂覆，工艺选择更灵活。

　　应用广泛，贯穿从研发到生产的全链条

　　从实验室到产线，超声喷涂的身影无处不在：

　　研发与小试阶段：快速进行催化剂配方、浆料体系、结构设计的迭代验证，所需浆料量少，加速研发进程。

　　中试与示范线：提供稳定、可重复的涂层质量，为工艺放大提供可靠数据基础。

　　规模化生产：多喷头并联的自动化超声喷涂生产线，已成为国内外领先燃料电池企业制造高性能、一致性

膜电极的首选工艺之一，为量产质量保驾护航。

　　结语

　　在全球能源转型的宏大叙事下，燃料电池技术的普及呼唤着制造工艺的革新。超声喷涂技术，以其在均匀性、

材料利用率、工艺控制及成本效益方面的综合卓越表现，正深刻重塑着燃料电池膜电极的制造范式。它不仅是

提升产品性能的“技术利器”，更是驱动整个行业降本增效、迈向大规模商业化的“产业引擎”。随着技术的

不断优化与普及，超声喷涂必将为燃料电池的广泛应用，奠定更为坚实的制造基石。