PEM电解水制氢膜电极涂布工艺

路文龙，韩坤坤，吴 亮

(上海氢器时代科技有限公司，上海 200245)

随着全球能源转型，氢能成为了最理想的清洁能源[1]。氢气作为清洁能源和能量载体，主要由于其能量密度高、无污染而被广泛研究。目前氢气主要是通过化石能源以及天然气、化工副产等方式制备[2-4]。在国家“双碳”政策的驱动下，制氢途径也发生了大的变化，从传统能源制氢转变为可再生能源(风、光、水)制氢。由于可再生能源的波动性和不可控等因素，在制氢过程中需要搭配合适的制氢手段。其中，质子交换膜(PEM)电解水制氢技术可以很好地耦合可再生能源制氢而成为了研究的热点。

PEM 电解水制氢发展至今一直被国外“卡脖子”的是质子交换膜和贵金属催化剂等关键材料，除了其高昂的成本，还有长期使用的耐久性限制。目前国内很多研究者均在探求新型、低成本的材料替代质子交换膜，使其可以规模化应用。在催化反应过程中，铂、铱等贵金属催化剂仍然是当前PEM 电解水制氢使用的主要催化剂，因此只能通过提高利用效率、降低用量等工艺方式降低成本。现阶段制氢规模急剧增大，对于PEM 电解水制氢的心脏：膜电极的研制更是迫切。膜电极(MEA)的制备也成了限制其规模使用的壁垒，因此，大量的研究工作集中在MEA 制备工艺方面，研究者试图通过工艺改进和优化提升贵金属催化剂的利用率降低PEM 电解水制造成本，满足规模化的市场需求。

MEA 制备工艺不断更新迭代，从传统的喷涂工艺已逐渐转变为催化剂涂覆法，即催化剂涂层膜(CCM)和催化剂涂层扩散层(CCS)法。当前CCM 法已成为MEA 的主流制备工艺[5]。CCM 法区别于传统CCS 法在于催化剂层的涂覆位置不同[6]。CCS 法使用气体扩散层(GDL)作为催化剂层的支撑基材，通过不同的制备方法(丝网印刷、刮涂)等工艺将催化剂浆料粘附在GDL 表面，得到气体扩散电极(GDE)，然后将GDE 放置在质子交换膜两侧，通过加热或者不加热再给以压力的形式形成MEA。CCM 法使用质子交换膜作为催化剂层的支撑基材，通过涂覆、喷涂或者转印的方式将催化剂浆料附着在质子交换膜两侧形成CCM，然后将两片GDL 附着在CCM 两侧，通过加热或者不加热再给以压力的形式形成MEA。CCM 法的最大优点是催化剂层与质子交换膜之间接触距离更好，消除了催化剂层和质子交换膜之间的接触间隙，降低了质子传导阻力，使得CCM 法制备的MEA 性能优于CCS 法。CCM 法的缺点是制备过程复杂，并且在制备过程中容易引起质子交换膜的溶胀，进而破坏制备的催化剂层的形态和结构[7-9]，造成催化剂层的裂纹和脱落，进一步溶胀的质子交换膜电解槽堆在装配过程中容易造成电解槽堆体积膨胀、密封性差等缺点。

在CCM 法中，一度比较流行的批量化制备工艺是转印法。Wilson 等[10-11]最早开发了转印的生产工艺，随后对转印工艺在各个领域进行了不断尝试和改进。转印的原理是首先将各种化合物混合成浆料，然后将其涂覆或者喷涂在一层薄膜上，这层薄膜称为转印基质；转印基质上的混合物浆料干燥后再通过热压的方式和质子交换膜附着，剥离掉转印基质，得到带有涂层的质子交换膜。转印法中质子交换膜不需直接接触催化剂浆料，因此催化剂浆料中的溶剂不会渗透到质子交换膜中，可以避免质子交换膜在极性溶剂中的溶胀问题，提高制备的产品的尺寸精度和工艺稳定性，有利于膜电极大批量稳定生产。然而，转印法仍然存在以下问题：如何选择优异的转印基质以确保浆料涂覆过程中浆料和转印基质有很好的“亲和力”；在热压转印过程中催化层容易剥离，在转印基质上无残留，提升催化剂利用率是现阶段最大的问题。

在CCM 法发展起来之前，喷涂工艺一直是制备膜电极的主要工艺。喷涂法因其能精确控制催化剂层厚度而被广泛使用。此外，喷涂法制备的催化剂层结构孔隙率偏高，其催化性能略优于CCM 法。喷涂的原理是通过超声波振荡或静电等物理手段将催化剂浆料雾化喷涂到支撑体(GDL 或PEM)上。喷涂工艺操作参数调控也相对简单，设备成本低，可以接受较宽广的浆料粘度，缺陷是材料浪费较多，产能低，无法满足大规模应用。

为了满足规模化应用和批量化生产，大量研究者针对MEA 的制备工艺和结构设计做了改进。结合锂电池电极部件涂布工艺的规模化、成熟化、稳定化，开发出新型狭缝挤出涂布工艺，被尝试用于电解水MEA 的制备。狭缝挤出涂布工艺产能高、材料浪费少、工艺稳定，可设计为卷对卷制备流程。但是狭缝挤出涂布工艺存在操作较为复杂，对人员素质要求高，设备成本高，对催化剂浆料的处理有严格要求，分区、分段涂布对位挑战高等问题，一直限制着此工艺的发展和使用。本文分析了狭缝挤出涂布工艺的可行性，试图为PEM 电解水制氢膜电极的卷对卷连续涂布工业化进程提供理论支撑。

1 涂布系统

涂布法是指将调配而成的催化剂浆料以狭缝挤出或者流延的方式分别涂布到卷材质子交换膜的两面，形成阴、阳极。涂布工艺具有自动化程度高、效率高、制造成本低、产品性能和耐久性高等特点，目前是最先进的制备工艺。狭缝挤出涂布是目前电解水制氢膜电极使用最成熟的工艺，涂布的膜电极产品的品质直接决定了电解水过程中各项性能指标及后续生产的可行性。涂布工艺制备的膜电极需确保催化剂层表面平整、光滑、敷料均匀、附着力好、不脱料、不掉料、无积尘、无气泡等。

目前涂布设备的工艺流程如下：首先将卷材质子交换膜放置在放卷装置上，卷材质子交换膜经牵引辊引出，经自动纠偏后进入浮辊张力系统，调整放卷张力后进入狭缝挤出涂布头位置，直到卷材质子交换膜整体穿过整个设备且无偏差；然后将催化剂浆料按涂布系统的设定程序进行压力挤出涂布，涂布后的湿催化剂层经过短暂的自流平进入隧道烘箱由热风进行干燥，干燥后的CCM 经张力系统调整张力，确保催化剂层的平整性，经纠偏系统自动纠偏使基材保持在中心位置；最后干燥的催化剂层经过一系列检测，由收卷装置进行整齐收卷[12]。此外，在CCM 第二面的涂布过程中，目前使用最多的是在第一面催化剂层上附着保护膜，避免第二面涂布过程中质子交换膜的溶胀，进而引起第一面催化剂层的脱落，造成材料的浪费和产品的不可逆损伤。

在现有的狭缝挤出涂布设备中，已知的涂布设备包括放卷系统、纠偏系统、张力控制系统、供料系统、涂布系统、牵引系统、卷绕机构、检测系统等。纠偏系统一般是用于纠正涂布基材的偏移，其包括纠偏传感器、纠偏控制器、伺服驱动系统及纠偏装置。张力控制系统提供卷绕过程中的张力需求，防止拉力过大造成断裂。供料系统用于涂布浆料的装置以及预处理等。涂布系统进行催化剂浆料的涂覆以及牵引的速度控制等。检测系统用于检测催化剂层的缺陷问题等。

2 催化剂浆料要求

在卷对卷连续涂布工艺规模化发展过程中，为了确保电解槽用膜电极的稳定性以及良好的电化学性能，其中一个至关重要的环节是催化剂浆料。催化剂浆料不仅影响着催化剂层的涂覆均匀性，同时也制约着催化性能的优劣。与此同时，尽量减少贵金属含量以降低成本也成为催化剂浆料需要考虑的因素之一。不同于传统喷涂、转印以及丝网印刷等工艺的催化剂浆料，涂布工艺要求催化剂浆料粘度范围窄、稳定性高、无团聚体、无颗粒、无气泡等。因此，诸多研究人员集中在催化剂浆料的配方及分散工艺的研究上，以期得到适合涂布工艺且具有优良性能的配制方法。传统催化剂浆料的配制及浆料粘度不适用于狭缝挤出卷对卷连续涂布工艺，而单纯的提高固含量会影响催化剂的分散效果和涂布效果，不能达到涂布产品的要求，另外现有工艺制备过程中浆料的分散过程繁杂，也不利于涂布工艺批量化制备需求。

2.1 材料的粒径

在整个涂布过程以及后端的产品使用中，首要的影响因素是催化剂浆料，而催化剂浆料的配制需经过不同化合物混合而成，浆料中的颗粒粒度和各成分的分散性能会直接影响浆料粘度、聚合物电解质的分布和形态、催化剂的利用率以及电解水制氢的电催化性能[13]。粒度是催化剂浆料的关键性指标，催化剂浆料是由不同尺度的颗粒混合物物理分散在溶剂中形成的悬浮液，若准确测量浆料的粒度有一定的难度。截至目前，还没有可以全面表征催化剂浆料中的颗粒粒度的技术。

在PEM 电解水制氢用膜电极的制备中，阴极使用Pt/C 催化剂颗粒，铂的粒度范围为2～5 nm，这些铂纳米颗粒均匀分散在碳载体上。单个碳载体颗粒的粒度范围为20～40 nm，而在浆料中碳载体因其高表面张力通常以团聚体的形式存在，故催化剂浆料中的粒度在亚微米至微米范围。阳极使用以贵金属铱Ir 为主催化剂的氧化物IrO2粉末，IrO2催化剂因其本身比重较大的缘故，在制备催化剂浆料过程中容易造成催化剂颗粒沉降，无法长时间稳定地悬浮在溶剂中。

催化剂浆料中的另一种主要成分是聚合物电解质，在阴极和阳极催化剂浆料制备过程中均不可少。聚合物电解质的分散因溶剂的不同而呈现出不同形态(棒状、线团、锯齿等)，其综合尺寸在70 nm～3 µm。催化剂颗粒和聚合物电解质均匀分散在特定的溶剂体系中，需要系统控制团聚物的尺寸，优化催化剂和聚合物电解质的相互作用。阴极催化剂浆料配制时，聚合物电解质的加入和载体碳的含量相关，因此遵循一定的比例关系。阳极催化剂浆料配制时，由于没有统一的比例关系，需要通过电化学测试性能间接评判聚合物电解质含量的影响。此外，考虑到阳极催化剂浆料的易沉降、粘度低等特性，因此阳极催化剂浆料中聚合物电解质的含量适当高一些，提升阳极催化剂浆料的粘稠度，使其可以满足涂布要求。研究发现制备的催化剂浆料，无论是阴极浆料还是阳极浆料，其综合粒度在200～400 nm 范围有利于提高氢气/氧气的析出。但是在催化剂浆料分散的过程中，催化剂会出现未充分分散或过度分散的情况[14]。在催化剂浆料中各成分未充分分散时，各组分是高度团聚的，聚合物电解质只覆盖在催化剂颗粒外部，内部是诸多的催化剂颗粒的团聚体，因此制备的催化剂浆料分散度低，聚合物电解质内部的催化剂颗粒无法与电解质充分接触，导致催化性能低，最终导致电解水制氢效率低下，经济适用性差。而催化剂浆料过度分散时，团聚物破裂，催化剂颗粒上的贵金属会发生掉落，同样影响电解水中的催化活性。理想的分散状态是由催化剂和聚合物电解质组成的小团聚体，电解质聚合物在这些团聚体上分布均匀，既能提高催化剂的利用率，又能提升催化剂层的电催化性能和传质过程[15]。其中催化剂中的贵金属粗化现象说明分散过程中，体系变得过热，造成贵金属原子团聚熟化，从而使得颗粒尺寸变大，降低了催化剂的活性位点，影响了催化剂的催化活性。

2.2 材料之间的相互作用

在催化剂浆料的配制过程中，催化剂浆料中的各成分之间的差异性导致不同的相互作用，这些相互作用调节了催化剂层的微观结构和性能。例如，聚合物电解质和溶剂体系的相互作用控制溶液中的聚合物电解质构象，进而影响催化剂层的质子传输路径和传输效率；聚合物电解质和催化剂颗粒之间的相互作用决定了聚合物电解质如何吸附到催化剂浆料中的催化剂颗粒上，从而改变催化剂层中的聚合物电解质和催化剂颗粒界面，影响催化剂层的催化效率。聚合物电解质、溶剂和催化剂颗粒三者之间的相互作用决定了催化剂浆料中各成分自组装为团聚体的尺寸和结构。催化剂浆料需要综合考虑体系中各成分之间的平衡关系，以期满足涂布工艺和电解水催化性能的要求。除了材料选择之外，制备过程也会使问题进一步复杂化。分散方法、混合时间和体系温度的不同与催化剂浆料的稳定性相关。此外，组分的比例不同，总固体成分、粘度以及稳定性等都是限制涂布工艺规模化应用的主要因素，同时也是在微观层面急需清晰化的目标。

2.3 浆料的稳定性研究

催化剂浆料是一种非牛顿流体，催化剂浆料粘度过小或过大、沉降、团聚、分散不均匀等现象会对后续的涂布等工序造成较大影响，且造成催化层宏观缺陷和微观结构的不一致，而催化剂浆料的稳定性最终影响电解槽的性能、寿命和一致性，因此对于浆料稳定性的研究越来越受到重视。催化剂浆料的稳定性从宏观角度上讲，要求催化剂颗粒在长时间内不发生沉降且在一定温度范围内不会有太大的团聚发生。催化剂浆料的稳定时间较短会造成涂布制备的产品出现同批次性能差别较大的问题，对电解槽的运行和材料使用方面都是不利的影响。

当然，催化剂颗粒的粒度本身较小，在浆料分散过程中，由于受到机械动能的影响，在液态介质中会伴随着温度的升高而作布朗运动，此时引发小颗粒沉降的主要原因为做布朗运动的颗粒相互碰撞且颗粒之间发生分子间吸引力而产生的絮凝或团聚，从而导致团聚颗粒的尺寸不断增加而发生快速沉降。此外，在分散过程中，由于溶剂和颗粒之间的电荷变化，也会发生静电引力，导致催化剂颗粒的团聚，当然这种影响在比较大的颗粒之间比较轻微。

因此，催化剂浆料不稳定的主要表现分为重力沉降和颗粒团聚。其中，催化剂颗粒的润湿、颗粒与颗粒的相互作用、颗粒与树脂的吸附、溶剂与树脂的相容，各个成分与步骤均对其稳定性有着重要影响。只有系统的研究清楚彼此之间的相互关系和兼容理论，配合成熟的分散工艺，才能有效解决催化剂浆料中催化剂颗粒的团聚与沉降问题，进一步提升适合涂布工艺的催化剂浆料的稳定性。

此外，在催化剂浆料体系中，阴极使用的Pt/C 催化剂，由于碳颗粒的存在，使得催化剂的颗粒团聚变得较为明显，但是另一方面，大颗粒碳的存在使得阴极催化剂浆料的重力沉降较为缓慢。阳极使用的比重较大的IrO2在分散均匀的浆料中很容易发生重力沉降，因此，需要通过物理手段和化学方式缓解这种浆料体系的缺陷。此外，阴极和阳极催化剂浆料物化性质的不同使得在涂布过程中的侧重方向有所差别，需要根据催化剂浆料的特点开发适配的涂布工艺。

3 涂布技术难点

涂布工序是催化剂层生产过程的头道工序，涂布过程控制至关重要，涂层品质直接决定了膜电极和电解槽的各项性能指标及后续生产的连续性。但是在现有涂布工艺的研究阶段，由于催化剂浆料的标准和要求各异，因此在涂布过程中会出现很多困难。

3.1 涂层缺陷及影响因素

涂布用催化剂浆料的基本物性与涂布工艺之间关系密切。在开始涂布阶段，从涂布模头挤压而出的催化剂浆料因自流平特性会向边缘流动，致使涂层两边厚、中间薄，在连续化牵引过程中，涂层表面整体受力不均，从而导致涂层边缘浆料在干燥后出现崩裂或掉落；在涂层干燥阶段，若干燥温度过低，则不能保证涂层完全干燥，若温度过高，则可能因为涂层内部的溶剂蒸发太快，导致催化剂层表面应力释放不均匀而出现龟裂、脱落等现象；涂布过程中，特别是斑马涂布或者间断式涂布，涂层形状的控制方面仍存在较大的缺陷，如拖尾、毛刺以及形状不规整等。此外，在整个涂布过程中，如果质子交换膜受到较低表面张力的物体的污染，如灰尘、杂质等，污染物周围的涂布溶液流向较高表面张力的方向，就会形成了像火山口一样的缺陷，涂层干燥后则会形成类似于针孔一样的缺陷，而这种缺陷在检测过程中不容易发现，进而在电解水制氢实际运行过程中容易造成质子交换膜穿孔等问题。

此外，质子交换膜与催化剂浆料的结合能力也是影响涂层完整度和均匀性的关键之一。不同粘度和溶剂体系的催化剂浆料，不同规格和组成的质子交换膜，彼此之间的溶胀度以及粘附性使得涂层的精准控制变的尤为困难。因此，在涂布过程中可能会出现溶液的表面和涂层内部的溶剂因挥发速度的不同，溶剂含量发生了浓度差，造成了表面张力的梯度及自然对流的现象，最终造成了涂布表面的不平整或者说橘皮现象。因此，需在实验阶段测试涂布和固化的过程中溶液应力的释放，降低干燥速率，探求温和的干燥方式，使催化剂浆料可以有足够的时间流平，或者在催化剂浆料的配制过程中加一些低挥发性的溶剂，以减轻或者避免涂层缺陷。

3.2 担载量和涂层厚度的控制

当然，涂层缺陷除以上这些外在的宏观现象外，其在微观层次和使用效果方面也是千差万别的，具体体现在催化剂的担载量和涂层厚度的一致性方面。由这些缺陷引起的负面作用是电解槽性能的降低和使用寿命的缩短。不仅有催化剂浆料配方研究的问题，也有工艺方面的难点。从流体动力学的角度来讲，涂布催化剂浆料在不同位置的受力不稳定性造成了涂层厚度的不均匀性，湿催化剂层厚度的不一致在烘干的过程中也很难通过自流平消除。虽然这种涂布厚度的差异比较小，但是很多情况下或者说在一定角度下还是很容易观察到这种不均匀现象。从工艺角度出发，探索参数以及设备的原理，如催化剂浆料在供料阶段是否为脉冲工艺，设定的涂布参数是否能够匹配涂布产品的要求以及设备的抗冲击性等，为了确保催化剂层的高一致性，这些硬件和参数都是需要不断改进优化和创新的。

PEM 电解水制氢用膜电极的阴极和阳极的催化剂完全不同，除了讨论的催化剂浆料固含量、贵金属载量外，工艺的选择和优化也是另一个重要的制约因素。阳极涂布的催化剂层需要较高的担载量，需要更高固含量的催化剂，因此催化剂浆料粘度将会增大，在涂布过程中需要更大的涂布压力，因此会产生更强的脉冲，湿催化剂涂层要有一定的流平特性。干燥速率需更缓慢，确保干燥过程中催化剂层中的应力释放，在匹配担载量的同时保证催化剂层的完整性。在阴极涂布中，低担载量的控制通过降低催化剂浆料的固含量、提高涂布速度以及减少供料等进行控制，但更需要考虑的是低担载量的要求所引起的催化剂浆料溶剂对质子交换膜的溶胀问题。目前还没有一种成熟的工艺可以在同一条涂布产线上连续化实现此涂布技术，大多数研究都只能通过采用如保护背膜、真空吸附、阳涂阴转等方式进行间接控制以期得到膜电极产品。

3.3 其他缺陷及影响因素

随着电解水规模的增加，越来越多的研究投入到工艺的各个环节中，发现了目前涂布工艺存在的其他缺陷。例如，设备启动初期张力控制不精准，单面涂布无记忆功能，开机时卷材向前滑移，设备稳定性差，抗冲击能力弱，涂布张力控制精度低等，这些都是在实际测试阶段所遇见的具体问题，需要进行硬件和软件层面的优化改进。操作方面参数调试影响因素多，可能一个稳定的参数需要大量时间去调试，如留白间距不均匀、拖尾、错位等，这些操作方面的问题需要深度掌握设备运行原理。此外，在材料方面，材料的均一性以及完整度也是影响涂布效果的因素之一。其他常见的缺陷还有空气渗入、横向波、垂流、溪流(rivulet)、扩张、水漥等，缺陷可能发生在任何加工段，需要不断优化产品的配方、涂布和干燥的工艺，找到较好的或者宽的工艺窗口，通过一些质量控制手段、统计工具来控制产品的质量，通过在线监测控制稳定的涂布厚度，或者视觉外观检测系统来检查涂布表面缺陷情况。

4 涂层检测

涂布异常问题非常多，但导致涂布缺陷出现的原因可以分为：材料问题、涂布工艺问题、涂布设备、浆料问题、干燥问题等。根据这些前端的问题，对实际涂布过程中出现的缺陷进行检测判断。通过对缺陷基本特征的分析，从理论上分析前端浆料、材料以及工艺的问题。目前膜电极催化剂涂层检测主要有两个方面的检测：厚度检测和缺陷检测。

从最开始的机械式接触测量，到目前的激光、射线等非接触式测量，厚度检测都是测量整个催化剂涂层的厚度。催化剂浆料在储存和输送过程中因为重力或团聚沉降，溶剂损失等原因导致浆料密度和粘度发生变化，以及管道阻力或气泡等造成实际流量变化，影响涂布的稳定性；传统的人工检测方法存在检测误差，也会影响涂布的稳定性。利用射线或激光移动装置带动检测仪沿左右方向往复移动，并对沿前后方向移动中的催化剂层进行检测，在这个过程中，检测设备会对涂层进行多次检测，以分别获取催化剂层的多个测量点处的实际面密度，此种检测方法全面，还能检测出催化剂浆料在质子交换膜上迁移和分布情况，比较系统地分析涂布过程可能存在的问题和判断催化剂浆料的可行性。

利用高速光感感应催化剂层的完整或者缺陷空白处进而产生电学信号，针对催化剂层中的空白部分进行面积计算，通过和设定的缺陷大小进行类比，然后做出缺陷判断，进而进行物理标记和信息存储，完成低成本、高效能的自动化检测作业。在线缺陷检测设备通常由探测系统、照明系统、扫描系统、软件处理系统、数据处理储存系统、显示系统等部分组成。在涂布高速运行过程中，影像系统对图像进行智能对比分析，缺陷产品系统会给予警示，并将缺陷产品进行系统收集，由此可以确定催化剂层的表面缺陷是暗斑、硌伤、划痕或是漏涂等缺陷。

目前在PEM 电解水制氢过程中，狭缝挤压涂布作为一种精密的湿式涂布技术，不仅要求催化剂浆料在一定压力、一定流量下沿着涂布模头的缝隙可控制地流延转移到质子交换膜表面，而且要求制备的催化剂层均匀无缺陷，相比其它涂布方式，具有涂布速度快、精度高、湿厚均匀等优势。此外，狭缝挤出涂布由于催化剂浆料完全封闭在模头腔体中，在涂布过程中能防止杂质进入污染催化剂浆料。同时狭缝挤出涂布可同时进行多层涂布，并能适应不同粘度和固含量的催化剂浆料，具有更强的适应性。但是目前仍存在两个难题：溶胀和错位。

由于质子交换膜材料吸水基团的存在，在极性溶剂中，溶剂分子很容易进入到质子交换膜内部，从而造成质子交换膜在不同方向的扩张，即溶胀。目前主要从工艺角度进行优化，如在阴极涂布结束后附着一层保护膜，不仅要求保护膜具有粘附特性，而且要求催化剂在其上面的残留要少，以此防止在第二面涂布过程中催化剂浆料对质子交换膜的溶胀损伤。此外，在设备的涂布端进行真空吸附，使得质子交换膜在第二面不带有保护膜涂布过程中仍有外在吸附力的辅助不会发生溶胀。除此之外，需要开发非溶胀材料的质子交换膜。

涂布卷材在收卷端，随着涂布的进行催化剂层一直在基材中间累积，会使得部分中间涂层所受收卷张力越来越大，进而引起涂层错位，收卷端会出现两边薄中间厚导致涂层边缘掉料或断带等问题。一般会通过产线纠偏控制器及其控制的卷辊机构控制纠偏传感器进行横向往复运动。卷辊控制单元控制电机的周期性正反转，并带动纠偏传感器沿涂布走带的垂直方向做往返运动，使基材在收卷的过程中有规律地左右摆动，以此实现收卷方式的修正。

5 结论

PEM 电解水制氢用膜电极卷对卷连续涂布制备工艺是目前讨论的热点之一。涂布工艺制备膜电极过程中需从催化剂浆料、膜材料以及设备等多方面进行考虑，制备的膜电极在均匀性以及电池性能方面仍有待评估。本文从现阶段涂布工艺的系统组成出发，对催化剂浆料的影响因素以及涂布过程中需要重点考虑的工艺环节进行了系统分析，明确涂布过程中缺陷的影响因素以及解决方式，也为后续工艺的优化和产线调试提供了理论和实验基础。