
Comparaison entre les batteries à semi-conducteurs et les batteries traditionnelles au lithium liquide
2025-09-04
Qu'est-ce qu'une batterie à état solide?
Les batteries lithium-ion que nous utilisons dans les téléphones portables,et les véhicules électriques ont un électrolyte liquide où les ions circulent dans une direction lorsque la batterie est chargée et dans une autre direction lorsque la batterie est épuiséeLes batteries à état solide, comme leur nom l'indique, remplacent les liquides par des matériaux solides.
Les batteries lithium-ion ont généralement des électrodes de graphite, des électrodes d'oxyde de métal et des électrolytes de sel de lithium dissous dans un certain solvant.vous pouvez trouver un de la série de matériaux prometteurs qui peuvent remplacer le lithium, y compris les céramiques et les sulfures.
Il y a plusieurs raisons principales pour adopter la nouvelle technologie à l'état solide:
Exigences relatives au système de gestion non thermique
Chargement plus rapide
Performance à des températures extrêmes
Accroître la portée
Plus de cycles de vie
Améliorer la sécurité
Avantages des batteries à l'état solide:
Comparées aux batteries lithium-ion traditionnelles, les batteries à l'état solide présentent de nombreux avantages, notamment l'absence de besoin de systèmes de gestion thermique, une meilleure performance à des températures extrêmes,une plus grande portée, une vitesse de charge plus rapide, une durée de vie plus longue et une sécurité accrue.
Les batteries à l'état solide ont une densité d'énergie plus élevée, ce qui signifie qu'elles peuvent offrir une autonomie et une durée de vie plus longues que les batteries lithium-ion.Les batteries à l'état solide peuvent effectuer 8000 à 10000 cycles de charge, tandis que les batteries lithium-ion devraient effectuer 1500 à 2000 cycles de charge.avec une résistance à l'impact plus élevée et un risque d'allumage inférieurCependant, la technologie des batteries à l'état solide en est encore au stade de développement et n'a pas encore été largement commercialisée.
Afin de comprendre les différences entre les batteries lithium-ion traditionnelles et les batteries à l'état solide, nous avons appris les bases du point de vue d'un étranger.La plus grande différence entre les batteries des véhicules électriques est que les batteries lithium-ion traditionnelles contiennent des électrolytes liquides utilisés pour conduire les ions lithium entre la cathode et l'anodeComme son nom l'indique, les batteries à état solide utilisent des électrolytes solides au lieu de liquides, ce qui se traduit par un poids global plus léger et une densité d'énergie plus élevée.Les batteries à l'état solide peuvent fonctionner normalement même à des températures aussi basses que -40 degrés Celsius.À l'heure actuelle, les batteries lithium-ion actuelles ne fonctionnent pas bien à basse température et ont une portée utilisable beaucoup plus petite à des températures de congélation.des économies de coûts significatives peuvent être réaliséesIl s'agit d'une estimation prudente d'économies de 20 à 30%, mais il peut aussi y avoir des économies de 50%.
La valeur de l'échantillon est calculée en utilisant les valeurs d'échantillonnage de l'échantillon.
Les batteries à l'état solide sont considérées comme plus sûres
Les batteries à l'état solide peuvent fonctionner normalement même à des températures aussi basses que -40 degrés Celsius.Les batteries lithium-ion actuelles ne fonctionnent pas bien à basse température et ont une portée utilisable beaucoup plus petite à température de congélationUne fois le système de gestion thermique supprimé, des économies de coûts significatives peuvent être réalisées.
Avantages de l'utilisation de pulvérisation par ultrasons pour préparer des batteries à l'état solide:
1Amélioration des performances de l'électrode: la technologie de pulvérisation par ultrasons permet d'obtenir un revêtement uniforme des matériaux de l'électrode, d'améliorer la conductivité de l'électrode et l'activité catalytique.Cela contribue à améliorer la densité de puissance et l'efficacité de conversion d'énergie des batteries à l'état solide, prolongant leur durée de vie.
2Réduction des coûts de préparation: par rapport aux méthodes traditionnelles de préparation des électrodes, la technologie de pulvérisation par ultrasons permet d'obtenir un revêtement uniforme des matériaux à des températures plus basses,éviter la consommation d'énergie et les coûts d'équipement lors du traitement à haute températureEn même temps, cette technologie a un taux d'utilisation élevé des matériaux d'électrodes, réduisant les déchets de matériaux et réduisant encore les coûts de fabrication.
3Amélioration de l'efficacité de la production: la technologie de pulvérisation par ultrasons présente les caractéristiques d'une vitesse de pulvérisation rapide et d'une efficacité élevée, ce qui permet d'obtenir une production continue.Cela contribue à améliorer l'efficacité de la production des batteries à l'état solide et à répondre aux besoins de la production à grande échelle..
4Amélioration de la force de liaison entre les matériaux: lors de la pulvérisation par ultrasons, les vibrations à haute fréquence peuvent favoriser la liaison étroite entre les matériaux d'électrodes et les substrats d'électrolyte,amélioration de la résistance à l'adhérence entre les matériauxCela contribue à améliorer la stabilité et la durabilité de la batterie, réduisant le risque de défaillance de la batterie pendant le fonctionnement.
5. Protection et sécurité de l'environnement: la technologie de pulvérisation par ultrasons est une technologie de fabrication verte sans solvant et sans pollution.Les solvants organiques ne sont pas nécessaires, réduisant la production d'eaux usées et de gaz d'échappement, ce qui est bénéfique pour la protection de l'environnement.Cette technologie peut également réduire les risques de sécurité tels que les incendies et les explosions., et améliorer la sécurité de la production.
La valeur de l'échantillon est calculée à partir de la valeur de l'échantillon obtenue à partir de l'échantillon de l'échantillon.
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Machine à revêtement par ultrasons utilisée pour le revêtement des batteries en pérovskite
2025-09-04
Les cellules solaires à pérovskite sont des cellules solaires qui utilisent des semi-conducteurs organiques à base d'halogénures métalliques de type pérovskite comme matériaux absorbant la lumière. Elles appartiennent à la troisième génération de cellules solaires et sont également connues sous le nom de cellules solaires de nouveau concept.
Le développement de la technologie de l'énergie solaire est passé par trois étapes : la première génération de cellules solaires fait principalement référence aux cellules solaires au silicium monocristallin et au silicium polycristallin, dont les rendements de conversion photoélectrique en laboratoire ont atteint respectivement 25 % et 20,4 % ; la deuxième génération de cellules solaires comprend principalement les cellules à couche mince en silicium amorphe et les cellules à couche mince en silicium polycristallin. La troisième génération de cellules solaires fait principalement référence à de nouvelles cellules conceptuelles à haut rendement de conversion, telles que les cellules sensibilisées aux colorants, les cellules à points quantiques et les cellules solaires organiques. Le processus de production traditionnel de l'énergie solaire au silicium cristallin est très complexe, et certains processus ont des températures de traitement et une consommation d'énergie très élevées. Mais les batteries à pérovskite sont différentes, tant qu'il y a cinq ou six processus simples et que la température de traitement ne dépasse pas 150 degrés Celsius. Les cellules solaires à pérovskite ont été sélectionnées avec succès et sont connues comme la technologie photovoltaïque de prochaine génération la plus prometteuse.
L'équipement de base des cellules à pérovskite comprend l'équipement de revêtement, l'équipement laser, l'équipement de stratification, complété par le nettoyage, le séchage et divers équipements d'automatisation. Par rapport à la structure de production combinée de plusieurs usines de matériaux en silicium, de plaquettes de silicium, d'usines de batteries et de composants dans les cellules en silicium cristallin, les cellules à pérovskite peuvent être assemblées en une chaîne de production à partir d'une seule chaîne de production, ce qui permet de réduire les coûts de production.
L'équipement de revêtement (équipement PVD), l'équipement de revêtement par ultrasons, l'équipement laser et l'équipement d'emballage sont les quatre principaux équipements pour la préparation des cellules à pérovskite.
Avantages des batteries au minerai de titane :
Selon les différentes voies technologiques, les cellules solaires peuvent être grossièrement divisées en cellules au silicium cristallin, cellules à couche mince, cellules à pérovskite, etc.
Pour diverses voies technologiques de cellules photovoltaïques, le niveau de rendement de conversion détermine leur potentiel de développement futur. Par rapport au silicium cristallin, la pérovskite présente trois avantages principaux : d'excellentes propriétés optoélectroniques, des matières premières abondantes et faciles à synthétiser, et un processus de production court.
Selon les données, le rendement limite théorique des cellules au silicium monocristallin est d'environ 29 %. D'après la situation réelle, le rendement de conversion actuel de la cellule 182TOPCon de JinkoSolar est d'environ 26,4 % ; le rendement de conversion le plus élevé de la batterie HJT de type P et de la batterie HJT sans indium de Longji Green Energy atteint actuellement respectivement 26,56 % et 26,09 %.
Le rendement théorique à jonction unique des cellules photovoltaïques au calcium-titane peut atteindre 31 % ; les cellules empilées à pérovskite, y compris le silicium/pérovskite à double jonction, ont un rendement de conversion allant jusqu'à 35 %, et les cellules à triple jonction à pérovskite ont un rendement théorique de plus de 45 %. Par conséquent, elles sont considérées par l'industrie comme ayant le potentiel de devenir la prochaine génération de technologie photovoltaïque dominante.
Avantages de l'utilisation d'un équipement de revêtement par ultrasons :
Le revêtement par ultrasons est une technique de dépôt de solution couramment utilisée dans la préparation des cellules à pérovskite pour créer des couches d'oxyde denses et des couches absorbantes de pérovskite. Par rapport à d'autres techniques de préparation, la technologie de revêtement par ultrasons a une forte universalité, un faible taux de gaspillage de matériaux et une excellente compatibilité avec divers substrats, même des substrats irréguliers. Par conséquent, elle a un grand potentiel dans la préparation de dispositifs photovoltaïques à pérovskite de grande taille.
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1. Haute efficacité
L'équipement de revêtement par ultrasons utilise des vibrations à haute fréquence pour atomiser la solution de pérovskite en petites gouttelettes, ce qui permet d'obtenir un dépôt rapide et uniforme pendant le processus de pulvérisation. Par rapport aux méthodes traditionnelles, l'équipement de revêtement par ultrasons améliore considérablement l'efficacité de la préparation des films de pérovskite.
2. Haute qualité
Le film mince de pérovskite préparé par revêtement par ultrasons présente les avantages d'une bonne uniformité, d'une cristallinité élevée et de peu de défauts. De plus, l'équipement de revêtement par ultrasons peut contrôler avec précision les paramètres de pulvérisation tels que la vitesse de pulvérisation, la distance de pulvérisation, le temps de pulvérisation, etc., optimisant ainsi davantage la qualité des films de pérovskite.
3. Préparation à grande échelle
L'équipement de revêtement par ultrasons convient à la préparation de films minces de pérovskite de grande surface. En ajustant les paramètres de l'équipement de revêtement et la stratégie de pulvérisation, une préparation à grande surface et à haut rendement de films minces de pérovskite peut être réalisée, ce qui constitue un soutien important pour l'application des matériaux de pérovskite dans des domaines tels que les cellules solaires et les dispositifs optoélectroniques.
4. Réduire les coûts
Par rapport à d'autres méthodes de préparation de films minces de pérovskite, l'équipement de revêtement par ultrasons présente l'avantage d'un faible coût. Le processus de préparation par revêtement par ultrasons ne nécessite pas d'équipement et de matériaux coûteux, ce qui réduit le coût d'application des matériaux de pérovskite et favorise leur large application dans le domaine des nouvelles énergies.
5. Vert et respectueux de l'environnement
La technologie de revêtement par ultrasons présente les caractéristiques de la protection de l'environnement et de la sécurité. Par rapport aux méthodes de revêtement traditionnelles, la technologie de revêtement par ultrasons ne nécessite pas l'utilisation d'une grande quantité de solvants organiques, ce qui réduit la pollution environnementale. En même temps, en raison de sa méthode de revêtement sans contact, elle évite les problèmes d'endommagement et de pollution du substrat que les méthodes de revêtement traditionnelles peuvent causer, et améliore la sécurité de la production.
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Pulvérisation ultrasonique pour le revêtement de films minces optiques
2025-08-29
Le film mince optique est un matériau spécial qui possède des propriétés optiques spéciales en recouvrant une ou plusieurs couches de métal ou de diélectrique à la surface des composants optiques.Cette technologie de revêtement est largement utilisée dans divers domaines tels que les instruments optiques, équipements de photographie, écrans, etc. pour améliorer les performances et la stabilité des composants optiques.
La fonction principale des films minces optiques est de répondre à différentes exigences optiques, telles que la réduction de la réflexion de la lumière, l'amélioration de la transmission de la lumière, la scission du faisceau, la séparation des couleurs, le filtrage,la polarisation, etc. En recouvrant, nous pouvons contrôler le comportement de la lumière sur la surface des composants optiques, obtenant ainsi un contrôle optique plus précis et efficace.
La fabrication de films minces optiques nécessite un degré élevé de technologie et de procédés de précision.épaisseur, méthode de revêtement et autres paramètres, et effectuer un contrôle précis du processus.une série d'inspections de qualité et d'essais de performance sont nécessaires après revêtement pour assurer la qualité et la fiabilité du film optique.
Les films minces optiques jouent un rôle de plus en plus important dans la technologie optique moderne.les perspectives d'application des films minces optiques seront encore plus largesÀ l'avenir, avec le développement et l'amélioration continus de la technologie des films minces optiques, nous nous attendons à voir des composants et équipements optiques plus avancés et plus efficaces,apportant plus de commodité et de surprises à notre vie et à notre travail.
Les techniques de dépôt de vapeur chimique (CVD) ou de dépôt de vapeur physique (PVD) sont couramment utilisées dans la fabrication de revêtements optiques à couches minces à ultrasons.Ces technologies peuvent former un revêtement mince et dur sur la surface optiqueLes revêtements à film mince optique à ultrasons présentent également de bonnes propriétés de transparence et de transmission de la lumière.s'assurer que la lumière passe sans heurts à travers la surface de revêtement sans dispersion ni absorptionEn plus de leur haute dureté et de leur bonne transparence, les revêtements à film mince optique à ultrasons présentent également une excellente résistance à la corrosion et à l'oxydation.Il peut maintenir des performances stables dans diverses conditions environnementales difficilesCe revêtement a également une bonne adhérence et durabilité, et ne se décolore pas facilement ou ne s'use pas.
Dans les applications pratiques, les revêtements à film mince optique à ultrasons peuvent être appliqués dans divers domaines, tels que les lunettes, les objectifs de l'appareil photo, les écrans des smartphones, les panneaux solaires, etc.Il peut améliorer considérablement les performances et la durabilité de ces appareils optiques, ce qui les rend plus fiables, durables et durables.
Le revêtement à film mince optique ultrasonique est un matériau de haute technologie très important avec de larges perspectives d'application dans des domaines tels que les instruments optiques et les appareils optoélectroniques.Avec le développement continu de la technologie, on pense que ce matériau de revêtement sera appliqué dans plus de domaines, apportant un avenir meilleur à la production et à la vie humaines.
La valeur de l'échantillon est calculée en utilisant les valeurs d'échantillonnage de l'échantillon.
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Technologie de préparation d'électrodes à membrane à pulvérisation par ultrasons
2025-08-27
L'électrode à membrane est le composant principal des piles à combustible, qui intègre le transport et les réactions électrochimiques de matériaux hétérogènes, déterminant directement les performances, la durée de vie et le coût des piles à combustible à membrane échangeuse de protons. L'électrode à membrane et les plaques bipolaires des deux côtés forment ensemble une seule pile à combustible, et la combinaison de plusieurs piles individuelles peut former un empilement de piles à combustible pour répondre à diverses exigences de puissance de sortie. La conception et l'optimisation de la structure MEA, la sélection des matériaux et l'optimisation du processus de fabrication ont toujours été au centre de la recherche sur les PEMFC. Dans le processus de développement des PEMFC, la technologie des électrodes à membrane a subi plusieurs générations d'innovation, principalement divisées en trois types : la méthode de pressage à chaud GDE, l'électrode à membrane trois en un CCM et l'électrode à membrane ordonnée.
1. Électrode à film pressée à chaud GDE
La technologie de préparation MEA de première génération utilisait une méthode de pressage à chaud pour comprimer les GDL cathodiques et anodiques recouverts de CL des deux côtés de la PEM pour obtenir une MEA, connue sous le nom de structure "GDE".
Le processus de préparation de la MEA de type GDE est en effet relativement simple, grâce au catalyseur uniformément appliqué sur le GDL. Cette conception facilite non seulement la formation de pores dans la MEA, mais protège également intelligemment la PEM de la déformation. Cependant, ce processus n'est pas sans défaut. Si la quantité de catalyseur appliquée sur le GDL ne peut pas être contrôlée avec précision, la suspension de catalyseur peut pénétrer dans le GDL, ce qui fait que certains catalyseurs n'exercent pas pleinement leur efficacité, et le taux d'utilisation peut même être aussi bas que 20 %, augmentant considérablement le coût de fabrication de la MEA.
En raison de l'incohérence entre le revêtement de catalyseur sur le GDL et le système d'expansion de la PEM, l'interface entre les deux est sujette à la délamination lors d'un fonctionnement à long terme. Cela conduit non seulement à une augmentation de la résistance de contact interne des piles à combustible, mais réduit également considérablement les performances globales de la MEA, loin d'atteindre le niveau idéal. Le processus de préparation de la MEA basé sur la structure GDE a été fondamentalement éliminé, et peu de gens y ont prêté attention.
2. Électrode à membrane trois en un CCM
En utilisant des méthodes telles que le revêtement direct roll to roll, la sérigraphie et la pulvérisation, une suspension composée de catalyseur, de Nafion et de dispersant approprié est directement appliquée des deux côtés de la membrane échangeuse de protons pour obtenir une MEA.
Par rapport à la méthode de préparation MEA de type GDE, le type CCM a de meilleures performances, n'est pas facile à décoller et réduit la résistance de transfert entre la couche catalytique et la PEM, ce qui est bénéfique pour améliorer la diffusion et le mouvement des protons dans les protons. Couche catalytique, favorisant ainsi la couche catalytique et la PEM. Le contact et le transfert de protons entre eux réduisent la résistance au transfert de protons, améliorant ainsi considérablement les performances de la MEA. La recherche sur la MEA est passée du type GDE au type CCM. De plus, en raison de la faible charge en Pt de la MEA de type CCM, le coût global de la MEA est réduit et le taux d'utilisation est considérablement amélioré. L'inconvénient de la MEA de type CCM est qu'elle est sujette à l'engorgement d'eau pendant le fonctionnement des piles à combustible. La raison principale est qu'il n'y a pas d'agent hydrophobe dans la couche catalytique MEA, qu'il y a moins de canaux de gaz et que la résistance au transfert de gaz et d'eau est relativement élevée. Par conséquent, afin de réduire la résistance au transfert de gaz et d'eau, l'épaisseur de la couche catalytique ne dépasse généralement pas 10 μm.
En raison de ses excellentes performances globales, la MEA de type CCM a été commercialisée dans le domaine des piles à combustible automobiles. Par exemple, Toyota Mirai, Honda Clarity, etc. La MEA de type CCM développée par l'Université de technologie de Wuhan en Chine a été exportée vers Plug Power aux États-Unis pour être utilisée dans les chariots élévateurs à piles à combustible. La MEA de type CCM développée par Dalian Xinyuan Power a été appliquée aux camions, avec une capacité de chargement de métaux précieux à base de platine aussi faible que 0,4 mgPt/cm2. La densité de puissance atteint 0,96 W/cm2. Dans le même temps, des entreprises et des universités telles que Kunshan Sunshine, Wuhan Himalaya, Suzhou Qingdong, l'Université Jiao Tong de Shanghai et l'Institut de physique chimique de Dalian développent également des MEA de type CCM haute performance. Entreprises étrangères telles que Komu, Gore
3. Électrode à membrane ordonnée
La couche catalytique de la MEA de type GDE et de la MEA de type CCM est mélangée avec un catalyseur et une solution d'électrolyte pour former une suspension de catalyseur, qui est ensuite appliquée. L'efficacité est très faible et il existe un phénomène de polarisation important, ce qui n'est pas propice à la décharge à courant élevé de la MEA. De plus, la charge en platine dans la MEA est relativement élevée. Le développement de MEA haute performance, longue durée de vie et à faible coût est devenu un centre d'attention. Le taux d'utilisation du Pt de la MEA ordonnée est très élevé, ce qui réduit efficacement le coût de la MEA, tout en assurant un transport efficace des protons, des électrons, des gaz, de l'eau et d'autres substances, améliorant ainsi les performances globales des PEMFC.
Les électrodes à membrane ordonnées comprennent les électrodes à membrane ordonnées à base de nanotubes de carbone, les électrodes à membrane ordonnées à base de films minces de catalyseur et les électrodes à membrane ordonnées à base de conducteurs de protons.
Électrode à membrane ordonnée à base de nanotubes de carbone
Les caractéristiques du réseau graphitique des nanotubes de carbone résistent aux potentiels élevés, et leur interaction et leur élasticité avec les particules de Pt améliorent l'activité catalytique des particules de Pt. Au cours de la dernière décennie, des films minces basés sur des nanotubes de carbone alignés verticalement (VACNT) ont été développés. Électrode. Le mécanisme d'agencement vertical améliore la couche de diffusion de gaz, la capacité de drainage et l'efficacité d'utilisation du Pt.
Les VACNT peuvent être divisés en deux types : l'un est les VACNT composés de nanotubes de carbone incurvés et clairsemés ; Un autre type est les nanotubes de carbone creux composés de nanotubes de carbone droits et denses.
Électrode à membrane ordonnée à base de film mince de catalyseur
L'ordonnancement des films minces de catalyseur fait principalement référence aux nanostructures de Pt ordonnées, telles que les nanotubes de Pt, les nanofils de Pt, etc. Parmi eux, le représentant de l'électrode à membrane ordonnée de catalyseur est NSTF, un produit commercial de 3M Company. Par rapport aux catalyseurs Pt/C traditionnels, NSTF présente quatre caractéristiques principales : le support de catalyseur est une moustache organique ordonnée ; Le catalyseur forme un film mince à base de Pt sur des organismes en forme de moustache ; Il n'y a pas de support de carbone dans la couche catalytique ; L'épaisseur de la couche catalytique NSTF est inférieure à 1 um.
Électrode à membrane ordonnée à base de conducteur de protons
La fonction principale de l'électrode à membrane ordonnée de conducteur de protons est d'introduire des matériaux polymères nanofils pour favoriser un transport efficace des protons dans la couche catalytique. Yu et d'autres. Des structures TiO2/Ti d'arrays de nanotubes de TiO2 (TNT) ont été préparées sur des feuilles de titane, suivies d'un recuit dans une atmosphère d'hydrogène pour obtenir des H-TNT. Des particules de Pt Pd ont été préparées sur la surface des H-TNT en utilisant des méthodes de sensibilisation et de déplacement au SnCl2, ce qui a donné une pile à combustible à haute densité de puissance.
L'Institut des sciences nucléaires et le Département de génie automobile de l'Université Tsinghua ont synthétisé pour la première fois une nouvelle couche catalytique ordonnée basée sur la fonction de conduction rapide des protons des nanofils de Nafion. Elle présente les caractéristiques suivantes : des nanobâtonnets de Nafion sont cultivés in situ sur des membranes échangeuses de protons, et la résistance de contact d'interface est réduite à zéro ; Dépôt d'une couche catalytique de particules de Pt sur des nanobâtonnets de Nafion, avec des fonctions catalytiques et de conduction électronique ; Les nanobâtonnets de Nafion ont une conductivité protonique rapide.
Les électrodes à membrane ordonnées sont sans aucun doute la principale direction de la technologie de préparation des électrodes à membrane de nouvelle génération. Tout en réduisant la charge des éléments du groupe platine, cinq aspects doivent être pris en compte : les électrodes à membrane ordonnées sont très sensibles aux impuretés ; Élargir la plage de fonctionnement des électrodes à membrane grâce à l'optimisation des matériaux, à la caractérisation et à la modélisation ; Introduire des nanostructures de conducteurs de protons rapides dans la couche catalytique ; Développement d'un processus de production de masse à faible coût ; Étude approfondie des interactions et des effets synergiques entre la membrane échangeuse de protons de l'électrode à membrane, l'électrocatalyseur et la couche de diffusion de gaz.
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Avantages de la technologie de préparation des électrodes à membrane et de la méthode de pulvérisation ultrasonique :
(1) En optimisant les paramètres tels que la puissance et la fréquence de la buse ultrasonique, la suspension de catalyseur atomisée peut avoir un faible rebond et être moins sujette au surpulvérisation, améliorant ainsi le taux d'utilisation du catalyseur ;
(2) La tige de vibration ultrasonique disperse fortement les particules de catalyseur, et l'injecteur de dispersion ultrasonique a un effet d'agitation secondaire sur la suspension de catalyseur, réduisant considérablement la probabilité de pollution chimique du platine et de réduction de la zone d'activité de réaction ;
(3) Facile à utiliser, hautement automatisé, adapté à la production de masse d'électrodes à membrane.
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La différence entre la fréquence ultrasonore et la puissance
2025-08-27
Introduction à la fréquence ultrasonore :
La fréquence des ultrasons est le nombre de fois qu'ils effectuent des changements périodiques par unité de temps, et est une quantité qui décrit la fréquence du mouvement périodique. Elle est communément représentée par le symbole f, avec l'unité étant une seconde et le symbole s-1. En commémoration de la contribution du physicien allemand Hertz, l'unité de fréquence est nommée Hertz, abrégée en "Hz", avec le symbole Hz. Chaque objet a une fréquence déterminée par ses propres propriétés qui est indépendante de l'amplitude, appelée fréquence naturelle. Le concept de fréquence n'est pas seulement appliqué en mécanique et en acoustique, mais est également couramment utilisé en électromagnétisme, en optique et en technologie radio.
Le temps nécessaire à une particule dans un milieu pour osciller d'avant en arrière une fois à sa position d'équilibre est appelé période, représentée par T en secondes (s) ; Le nombre de fois qu'une particule effectue une vibration en 1 seconde est appelé fréquence, représentée par f en cycles par seconde, également connu sous le nom de Hertz (Hz). La période et la fréquence sont inversement proportionnelles l'une à l'autre, représentées par l'équation suivante : f=1/T
La relation entre la longueur d'onde (λ) et la fréquence des ondes ultrasonores dans un milieu est : c=λ f
Dans la formule, c est la vitesse du son, m/s; λ est la longueur d'onde, m ; f est la fréquence, Hz.
De cela, on peut voir que pour un certain milieu, la vitesse de propagation des ultrasons est constante. Plus la fréquence des ultrasons est élevée, plus la longueur d'onde est courte ; inversement, plus la fréquence des ultrasons est basse, plus la longueur d'onde est longue.
Introduction à la puissance ultrasonore :
La puissance des ultrasons fait référence à la quantité de travail effectuée par un objet par unité de temps, qui est une grandeur physique qui décrit la vitesse du travail effectué. La quantité de travail est constante, et plus le temps est court, plus la valeur de la puissance est grande. La formule pour calculer la puissance est : puissance=travail/temps. La puissance est une grandeur physique qui caractérise la vitesse du travail effectué. Le travail effectué par unité de temps est appelé puissance, représentée par P.
Dans le processus de transmission ultrasonore, lorsque les ondes ultrasonores sont transmises à un milieu initialement stationnaire, les particules du milieu vibrent d'avant en arrière près de la position d'équilibre, provoquant une compression et une expansion dans le milieu. On peut considérer que les ultrasons permettent au milieu d'acquérir de l'énergie cinétique vibrationnelle et de l'énergie potentielle de déformation. L'énergie acoustique obtenue par le milieu en raison de la perturbation ultrasonore est la somme de l'énergie cinétique vibrationnelle et de l'énergie potentielle de déformation.
Lorsque les ultrasons se propagent dans un milieu, l'énergie se propage également. Si nous prenons un petit élément de volume (dV) dans le champ acoustique, laissons le volume d'origine du milieu être Vo, la pression être po et la densité être ρ 0. L'élément de volume (dV) obtient de l'énergie cinétique △ Ek due à la vibration ultrasonore ; △ Ek=(ρ 0 Vo) u2/2
Δ Ek est l'énergie cinétique, J ; u est la vitesse des particules, m/s; ρ 0 est la densité du milieu, kg/m3; Vo est le volume d'origine, m3.
Une caractéristique importante des ultrasons est leur puissance, qui est beaucoup plus forte que celle des ondes sonores ordinaires. C'est l'une des raisons importantes pour lesquelles les ultrasons peuvent être largement utilisés dans de nombreux domaines.
Lorsque les ondes ultrasonores atteignent un certain milieu, les molécules du milieu vibrent en raison de l'action des ondes ultrasonores, et leur fréquence de vibration est la même que celle des ondes ultrasonores. La fréquence de la vibration des molécules du milieu détermine la vitesse de la vibration, et plus la fréquence est élevée, plus la vitesse est grande. L'énergie obtenue par une molécule du milieu en raison de la vibration est non seulement liée à la masse de la molécule du milieu, mais aussi proportionnelle au carré de la vitesse de vibration de la molécule du milieu. Ainsi, plus la fréquence des ultrasons est élevée, plus l'énergie obtenue par les molécules du milieu est élevée. La fréquence des ultrasons est beaucoup plus élevée que celle des ondes sonores ordinaires, de sorte que les ultrasons peuvent donner aux molécules du milieu beaucoup d'énergie, tandis que les ondes sonores ordinaires ont peu d'effet sur les molécules du milieu. En d'autres termes, les ultrasons ont beaucoup plus d'énergie que les ondes sonores et peuvent fournir suffisamment d'énergie aux molécules du milieu.
La différence de fréquence et de puissance des ultrasons :
La fréquence et la puissance des ultrasons sont deux paramètres clés pour mesurer leurs performances. Macroscopiquement, la puissance détermine l'intensité et la capacité de pénétration des ultrasons, tandis que la fréquence détermine la profondeur de pénétration et la résolution des ultrasons.
Plus la fréquence est élevée, plus la longueur d'onde est courte, et plus la pénétration est forte, mais plus la puissance est grande, plus l'énergie sonore peut être générée. Dans les applications, les ultrasons utilisés dans le domaine médical sont principalement de faible puissance et de haute fréquence, ce qui peut être utilisé pour l'examen et le traitement par ultrasons ; Les ondes ultrasonores utilisées dans le domaine industriel sont principalement de haute puissance et de haute fréquence, ce qui peut être utilisé pour le traitement, le nettoyage, la mesure, etc. La fréquence et la puissance des ultrasons sont deux indicateurs clés de la performance des ultrasons. Le choix de paramètres ultrasonores appropriés peut mieux répondre aux exigences de l'application.
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