연료전지의 촉매층은 매우 얇고 전도성이 있으며, 열에 민감합니다. 한 곳만 과열되거나 가열 속도가 느려지면 촉매의 형태가 변하게 됩니다. 그 결과 접촉 저항이 증가하여 스택의 성능이 떨어집니다. 따라서 리소그래피 공정과 같은 방식으로 촉매를 건조시켜야 합니다. 즉, 반복 가능하고 균일하며 청결한 건조 공정이 필요합니다.
기술적으로 중요한 요소들 저희는 촉매 잉크와 바인더의 흡수 특성에 맞춰 근적외선(NIR)을 이용해 촉매 건조 장치를 설계했습니다. 그 결과, 기판이 과열되지 않으면서도 빠르고 균일하게 가열됩니다. 웨이퍼 전체의 온도 균일성은 활성 영역 내에서 ±0.1°C 이내로 유지되며, 배치별로는 ±0.5°C의 정밀도를 보입니다. 발광체는 석영-할로겐 구조를 사용하여 낮은 전력 소모로도 안정적인 출력을 제공합니다. 이 시스템은 클린룸 클래스 1–100에 적합하며, 모든 가열 영역에서 입자 발생이 없도록 설계되어 있습니다.
실제 환경에서의 효과 연료전지 제조 과정에서 촉매는 얇은 기판과 금속 이중극판 위에 위치하기 때문에 열적 특성이 다양하고 변형이 발생할 수 있습니다. NIR 에너지는 고정된 장치가 아닌 촉매 자체를 직접 가열함으로써 처리 시간을 단축시킵니다. 이로 인해 더 빠른 건조가 가능해지고, 열 관리가 용이해지며, 기공 구조와 촉매 분포를 더욱 정확하게 제어할 수 있습니다. 사진감광제를 처리할 때와 마찬가지로, 예측 가능한 가열 프로파일과 일관된 조건들 덕분에 촉매의 활성도가 유지됩니다. 또한, 램프가 목표 영역만을 가열하므로 에너지 소비가 줄어들고, 드라이버가 24/7 작동을 지원함으로써 가동 시간도 향상됩니다.
주의해야 할 세부 사항들 NIR 건조는 직선적인 경로를 통해 이루어지므로, 고정 장치의 형태와 위치가 중요합니다. 그림자가 생기지 않도록 주의해야 하며, 기판이 발광체와 일정한 거리를 유지해야 합니다. 램프의 출력은 전압의 안정성에 민감하므로, 전압을 ±1% 내로 조절할 때 가장 균일한 결과를 얻을 수 있습니다. 설치는 간단하지만, 주변 부품들에 미치는 열 부하와 배기 경로를 고려해야 합니다. 연결 커넥터와 크기를 적절히 선택하여 계획된 유지보수 기간 내에 교체가 가능하도록 해야 합니다.