各种各样的燃料电池在阳极（用于氧化燃料并将其转换为质子或氢阳离子以及电子）和阴极（将氢阳离子和氧转换为水）处均使用催化剂。通常使用贵金属，纳米碳或其他基于纳米材料作为催化剂。这种催化剂材料首先需要合成，然后喷涂在电极表面上以用于燃料电池。
超声波喷嘴可以将催化剂材料均匀喷涂在燃料电池的电极或膜基材上。合成后的催化剂颗粒通常处于悬浮的状态，需要将其均匀的喷涂在燃料电池的电极或膜上。通常，需要以连续的薄层形式施加涂层以达到所需的厚度和电性能。当前使用的某些喷涂方法包括浸涂、空气雾化喷嘴、超声波喷嘴、丝网印刷机、手动刷涂。
传统的喷涂方法的限制 #
- 使用浸涂技术，很难同时控制厚度和均匀性。
- 压力喷嘴最初用于喷涂。它们的缺点是需要稍微复杂的系统（用于产生压力），大量的材料浪费和环境污染，这对于进行喷涂的人员来说尤其危险。
- 空气雾化喷雾阀会产生过多的喷雾，容易堵塞，产生不均匀的喷雾形式，并且难以维持对液体流速的精确控制。
- 丝网印刷技术最适合于施加厚涂层，并且施加薄层的能力非常有限。
- 手动刷涂技术本质上是主观的，因为它依赖于操作员的技能。
超声波雾化喷涂的优点 #
精准喷涂 #
超声波雾化器喷嘴可将催化剂准确，精确且均匀地涂布在燃料电池的基材上，从而最大程度地减少了过喷，从而将浪费降至最低。燃料电池催化剂作为清洁，可持续能源未来的一部分。为了提高效率并降低氢燃料电池的制造成本，正在进行大量的努力。 许多注意力集中在电池堆上，特别是催化剂涂层的膜和气体扩散层。在电池堆中使用了许多涂层，其中许多涂层需要薄薄地涂覆。如果均匀地覆盖涂层并且没有缺陷，则可以提高燃料电池的性能。
超声波喷嘴可产生更柔软，更有效的喷雾，可以控制喷雾图案的形状以及精确地启动和停止液体喷雾，因此能够产生了更加均匀的涂层。超声波已用于许多与燃料电池相关的技术，例如质子交换膜（PEM）燃料电池，气体扩散层（GDL），固体氧化物燃料电池，电极和电解质膜。
避免过量喷涂 #
超声波喷嘴产生柔和的低速喷雾，从而最大程度地减少了过量喷雾。当使用低速气体来塑造超声雾化器的喷雾羽流时，昂贵材料的最高转移效率是可能的。该技术可实现较大的流量调节比，从而最大程度地提高了雾化平台的灵活性。大孔口和超声波使雾化高固体物质成为可能，而无需担心堵塞。喷嘴的钛金属结构使其对许多溶剂具有高度惰性，因此具有很高的可靠性和较长的使用寿命。
高均匀度 #
超声波喷涂技术可以制备高均匀度，高致密性的碳基燃料电池催化剂涂层。例如，铂碳，钯碳，钌碳和其他全电池催化剂涂层可以紧凑，均匀地沉积在Nafion质子交换膜上，而不会出现溶胀现象。因此，超声喷涂技术被广泛认为是生产燃料电池质子交换膜电极的关键工艺。超声波喷涂系统应用于Siansonic Technology生产的燃料电池涂层中，可以喷涂各种不同的金属合金，包括制备铂镍，铱和钌基燃料电池催化剂涂层，以及制造PEM，GDL，DMFC （直接甲醇燃料电池）和SOFC（固体氧化物燃料电池）。
使用超声波喷嘴，可将喷雾溶液均匀化，可有效控制液滴尺寸（喷嘴频率会影响液滴尺寸），并可分配微雾量，从而确保组成和结构的均匀性以及所得薄膜和图案的精度。物料浪费保持在最低水平，设备操作者的风险较小。
