超声波分散助力燃料电池催化剂性能

超声波分散助力燃料电池催化剂性能 – 超声波分散燃料电池 – 上海瀚翎

在燃料电池的发展进程中，催化剂性能的优化始终是研究的重点与核心。近年来，一项创新技术 —— 超声波分散，正逐渐崭露头角，为提升燃料电池催化剂活性带来了显著突破。​

超声波分散技术主要借助空化微射流和高频剪切力发挥作用。在实际应用中，当对含有 Pt/C 团聚体的溶液施加超声波时，超声波在液体中传播，产生交替的高压与低压循环。在低压循环阶段，微小的真空泡，即空化气泡得以形成。这些气泡在多个压力循环中不断生长，直至达到无法再吸收能量的尺寸。此时，空化气泡会剧烈内爆，进而产生极为极端的局部条件。在这种极端条件下，空化微射流和高频剪切力能够有效解聚 Pt/C 团聚体，同时剥离其表面杂质。相关研究数据表明，经此处理，燃料电池催化剂的活性可提升 30% 以上。这一显著提升，使得燃料电池在能量转化效率等关键性能指标上有望实现质的飞跃。​

然而，在运用超声波分散技术时，也面临着一个关键挑战，即如何避免对载体造成损伤。研究发现，严格控制 “功率 – 时间 – 温度” 三角参数是解决这一问题的核心所在。若功率过高、时间过长或温度把控不当，都极有可能对载体结构造成不可逆的破坏，从而影响催化剂的整体性能。为了有效应对这一挑战，科研人员创新性地结合了脉冲冷却与分散稳定剂。脉冲冷却技术能够及时带走超声波作用过程中产生的热量，避免因温度过高对载体造成损伤。而分散稳定剂的加入，则可以在催化剂颗粒表面形成一层保护膜，进一步稳定催化剂的结构，减少因超声波作用导致的颗粒团聚等不良现象。通过这两种技术的协同作用，成功制备出了能够满足车用燃料电池（>1W/cm²）需求的高性能催化剂浆料。​

从更广阔的视角来看，超声波分散技术为燃料电池催化剂的制备开辟了一条全新的路径。它不仅显著提升了催化剂的活性，还有效解决了载体损伤等关键问题，为车用燃料电池性能的提升奠定了坚实基础。随着相关研究的不断深入与技术的持续优化，超声波分散技术有望在燃料电池领域发挥更为重要的作用，推动燃料电池技术实现更大的突破，为未来清洁能源的广泛应用提供强有力的支持。​

联系电话：18918712959