催化電極粉體是氫能、儲能、燃料電池等新能源行業(yè)的核心原材料，主要用于質(zhì)子交換膜燃料電池、水電解制氫電極、固態(tài)儲能電池催化層等熱點領(lǐng)域。隨著全球綠氫產(chǎn)業(yè)和新能源儲能的快速發(fā)展，市場對球形度好、粒徑均一、活性穩(wěn)定的催化電極粉體需求大幅增長，對粉體成型工藝的效率和穩(wěn)定性要求越來越高。

催化電極粉體一般以貴金屬、金屬氧化物、碳載體為主要原料，制備過程中需要先把原料分散在液相中成型，再干燥得到粉體。傳統(tǒng)烘箱干燥+粉碎的工藝出來的粉末粒徑不均，團聚嚴重，活性位點容易被包裹，而且球形度差直接影響后續(xù)涂覆成型的性能；有機溶劑體系的原料還容易有安全隱患，熱敏性的催化活性成分也容易在高溫干燥中失活，這些都是行業(yè)里普遍遇到的痛點。

案例1：小試開發(fā)鉑碳催化電極粉體

某新能源研發(fā)團隊做質(zhì)子交換膜燃料電池的催化層小試開發(fā)，之前用烘箱干燥得到的鉑碳粉團聚特別嚴重，篩完之后還有不少大顆粒，涂在膜上的時候分布不均，活性位點利用率上不去。這次他們打算用噴霧干燥直接出合格的成型粉體，物料是鉑碳混合漿料，固含量12%，溶劑用的是去離子水加少量乙醇，不需要加壁材。因為只是實驗室小試工藝開發(fā)，選了那艾實驗室小型噴霧干燥機（NAI-LSD），用標配的二流體霧化方式，考慮到鉑碳催化活性對溫度不算特別敏感，但也不能太高讓載體碳氧化，所以把進風(fēng)溫度設(shè)為160℃，出風(fēng)溫度控制在75℃，進料泵流量設(shè)為8mL/min，霧化氣壓力0.2MPa。試機的時候一開始出風(fēng)溫度波動大，后來調(diào)整了進料速度，穩(wěn)定之后連續(xù)出粉，最終測出來粉體收率86%，鉑活性保留率96%，粒徑D50在25μm，球形度達到92%，比原來烘箱粉碎的成品活性利用率提升了21%，完全滿足小試驗證的要求。

案例2：中試生產(chǎn)二氧化釕催化電極粉體

某新能源材料企業(yè)做水電解制氫陽極催化電極粉體的中試生產(chǎn)，原料是二氧化釕負載碳納米管漿料，固含量18%，溶劑是純水，不需要添加壁材。之前小試已經(jīng)走通了工藝，中試需要放大生產(chǎn)，要求每小時處理10L漿料，而且要保證粒徑均勻性，所以選了那艾離心式噴霧干燥機（NAI-CSD10），離心霧化的處理量大，出來的粉體粒徑更均勻。因為二氧化釕的熱穩(wěn)定性很好，所以進風(fēng)溫度設(shè)為180℃，出風(fēng)溫度控制在82℃，離心轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速15000rpm，進料流量300mL/min。一開始生產(chǎn)的時候發(fā)現(xiàn)塔壁粘粉比較多，出粉率上不去，后來調(diào)整了進風(fēng)的旋流角度，又在進氣管加了微量的抗粘劑吹掃，粘壁問題就解決了。最終生產(chǎn)出來的粉體收率90%，二氧化釕活性保留率98%，粒徑分布集中在15-35μm之間，球形度好，流動性達標，直接用來涂覆電極，極化性能比之前手工研磨的產(chǎn)品提升了15%，完全滿足中試生產(chǎn)的要求，已經(jīng)開始給下游客戶供樣測試。

案例3：有機溶劑體系光敏催化電極粉體

某研發(fā)團隊開發(fā)光敏型光電催化電極粉體，原料是有機光敏劑負載氮化碳，需要用乙二醇做溶劑分散漿料，固含量10%，而且有機光敏劑屬于熱敏性成分，溫度超過60℃就會分解失活，普通噴霧干燥沒法用，還存在有機溶劑易燃易爆的安全問題。選了那艾有機溶劑噴霧干燥機搭配真空低溫模塊（NAI-CLSD+VSD），采用二流體霧化方式，整個設(shè)備做了惰性氣體密封，氧氣含量控制在3%以下，避免有機溶劑燃燒爆炸，因為用了真空，進風(fēng)溫度只需要設(shè)為55℃，出風(fēng)溫度控制在42℃，霧化壓力0.15MPa，進料流量5mL/min，溶劑就是乙二醇有機體系。一開始調(diào)試的時候發(fā)現(xiàn)真空度波動導(dǎo)致出風(fēng)溫度不穩(wěn)，后來調(diào)整了冷凝器的冷量輸出，穩(wěn)定真空度在-0.08MPa之后就正常出粉了。最終測出來粉體收率78%，光敏劑活性保留率達到91%，得到的球形粉體粒徑均勻，直接用于電極制備之后，光電催化效率比傳統(tǒng)真空凍干得到的粉體提升了28%，完美解決了有機溶劑熱敏性催化粉體的干燥難題。

這三個案例覆蓋了從小試開發(fā)到中試生產(chǎn)，從水相體系到有機溶劑熱敏體系的催化電極粉體制備場景，那艾不同型號的噴霧干燥機都能匹配對應(yīng)的需求：實驗室小試用小型機靈活調(diào)試參數(shù)，中試生產(chǎn)離心式機型處理量大粒徑穩(wěn)，有機溶劑熱敏體系用密閉真空機型解決安全和活性保留的問題。從結(jié)果來看，噴霧干燥制備的催化電極粉體比傳統(tǒng)干燥粉碎工藝，在球形度、粒徑均勻性、活性保留率上都有明顯提升，能直接改善最終電極的催化性能，是目前催化電極粉體制備非常成熟可靠的工藝方案，也能適配新能源行業(yè)對高性能催化材料越來越高的要求。