质子交换膜燃料电池（PEMFC）中，气体扩散层（GDL）是膜电极（MEA）关键组成，承担气体传输、水热管理、

导电支撑功能。碳纸、碳布为GDL常用基底，其疏水层与微孔层（MPL）涂覆质量，直接决定电堆性能与寿命；

超声波喷涂因精密雾化、均匀成膜优势，成为该涂层优选制备工艺。

1.超声波喷涂GDL涂覆工艺原理

超声波喷涂利用20-120kHz高频振动，通过雾化喷头将疏水浆料（PTFE乳液）、MPL浆料（炭黑-PTFE分散液），

雾化成5-50μm均匀集中的微小液滴，雾化无需高压气流，低压气流仅用于定向输送至基底，经干燥固化形成均匀致密

涂层。该工艺可精准调控喷涂频率、浆料流量等多项参数，适配不同基底与涂层需求，且无高压冲击，能最大程度保护

基底碳纤维结构完整性。

2.超声波喷涂GDL涂覆核心优势

相较于传统浸渍、刮涂、气动喷涂等工艺，超声波喷涂在 GDL 疏水层与微孔层制备中，具备显著技术优势，且完全契合

燃料电池对涂层精度与稳定性的严苛要求。 

涂层均匀性优异，性能稳定可控 

高频雾化生成的液滴粒径分布窄，可避免传统工艺易出现的针孔、条纹、边缘堆积等缺陷。涂层厚度均匀性 CV 值≤3%，

干膜厚度可在纳米至微米级精准调控，疏水层 PTFE 浓度可实现梯度分布（表面高、内部低），微孔层孔隙率稳定，确保

每批次 GDL 性能一致性。 

材料利用率高，降低生产成本 

传统气动喷涂材料利用率仅 30%-50%，大量浆料因气流飞溅损耗。超声波喷涂雾滴定向性好、飞溅少，材料利用率可达 

90% 以上，尤其适配 PTFE、炭黑等高价值材料，显著降低原料损耗成本，符合产业降本需求。 

基底无损伤，保留结构完整性 

喷涂过程无需高压气流雾化，低压输送对碳纸 / 碳布冲击力极小，避免刮涂工艺导致的碳纤维断裂、基底变形问题。同时

可适配柔性碳布与刚性碳纸，不破坏基底机械强度与导电性能，保障 GDL 长期运行稳定性。 

工艺适配性强，兼容多元材料体系 

可稳定处理水基、醇基等多类型浆料，适配不同固含量、不同粘度的 PTFE 疏水浆料与炭黑微孔浆料。支持梯度喷涂、多层

复合喷涂工艺，可根据需求定制疏水层与微孔层厚度、孔隙结构，满足车用、固定式等不同场景燃料电池 GDL 性能要求。 

提升电堆效率，延长使用寿命 

均匀的疏水层可高效排水，降低水淹风险；平整致密的微孔层优化气体分配，减少传质损耗，提升催化层利用率。同时增强

层间结合力，避免长期运行中涂层脱落，减少电堆性能衰减，有效延长电堆整体使用寿命。

氢芯科技的超声波喷涂气体扩散层设备优势突出，采用精密超声雾化喷涂方式，涂覆精度高、涂层分布均匀，有效规避

涂覆瑕疵；非接触式作业不伤基材，完好保留基底原有性能，同时大幅提升浆料利用率，有效缩减生产用料成本。设备

兼容性强、调试便捷，可灵活适配不同生产规模，全程保障产品批次品质稳定，助力燃料电池产业高效稳定生产。

超声波喷涂以精密雾化、均匀成膜、低损伤、高利用率的技术特性，解决了传统工艺的核心痛点，可稳定制备性能优异的 

GDL 涂层，有效提升碳纸、碳布的导气导水能力，延长电堆使用寿命。