Sel bahan bakar membran penukar proton, sebagai sumber daya pengoperasian yang bersih dengan emisi, efisien, dan bersuhu rendah, telah menarik perhatian besar untuk aplikasi seluler dan stasioner. Dalam perancangan PEMFC, membran elektroda perakitan (MEA) merupakan komponen penting yang terdiri dari membran, elektroda, lapisan difusi gas (GDLS), dan gasket. Teknologi perakitan elektroda membran memiliki dampak yang signifikan terhadap kinerja dan daya tahan sel bahan bakar membran penukar proton. Metode pembuatan MEA yang paling umum bergantung pada produksi pelapis katalitik (CCMS) atau elektroda difusi gas (GDES). Selama proses pembuatan, lapisan anoda dan katoda diterapkan pada membran melalui pelapisan langsung atau transfer penandaan.
Prinsip dasar metode persiapan elektroda membran adalah dengan memuat bubur katalis ke permukaan membran penukar proton atau lapisan difusi gas, dan kemudian melaminasi membran penukar proton, lapisan katalitik, rangka, dan lapisan difusi gas bersama-sama dengan pengepresan atau pengikatan panas untuk menyelesaikan persiapan elektroda membran. Saat ini, metode yang digunakan untuk pemuatan bubur katalis meliputi penyemprotan ultrasonik, semprotan listrik, sablon, pencetakan transfer, penyikatan, sputtering, deposisi elektrokimia, dan pelapisan langsung.
Sistem pelapisan ultrasonik dapat menghasilkan pelapis tinta katalis berbasis karbon yang sangat tahan lama dan seragam selama proses elektrolisis sel bahan bakar dan elektroliser membran penukar proton (PEM) seperti Nafion, tanpa menyebabkan deformasi membran. Dalam sel bahan bakar PEM GDL, Saat mendepositkan lapisan katalis homogen pada elektroda, berbagai membran elektrolit, dan sel bahan bakar oksida padat, perlu menggunakan suspensi semprot yang mengandung tinta karbon hitam, pengikat polytetrafluoroethylene, bubur keramik, platinum, dan logam mulia lainnya. Paduan logam lainnya, termasuk suspensi oksida logam dalam lapisan katalis sel bahan bakar platinum, nikel, iridium, dan ruthenium, juga dapat diproduksi melalui penyemprotan ultrasonik untuk menghasilkan sel bahan bakar PEM, elektrolit membran elektrolit polimer (PEM), DMFC (sel bahan bakar metanol langsung), dan SOFC (sel bahan bakar oksida padat), sehingga menghasilkan beban tinggi dan efisiensi sel yang tinggi.
Keuntungan Lapisan Elektroda Membran Ultrasonik:
Elektroda membran yang dibuat dengan metode penyemprotan ultrasonik memiliki otomatisasi tinggi, efisiensi tinggi, biaya produksi rendah, dan dapat memenuhi persyaratan produksi kuantitatif. Tingkat pemanfaatan platina dalam membran yang disemprotkan ultrasonik dapat mencapai sekitar 90%, mengurangi konsumsi bahan sehingga menghemat penggunaan tinta katalis yang mahal. Setelah bertahun-tahun melakukan penelitian eksperimental pada gelombang ultrasonik, peralatan penyemprotan ultrasonik telah dikembangkan untuk menyiapkan elektroda membran melalui penyemprotan ultrasonik.
