在燃料电池的生产过程中，催化剂层非常薄，且具有导电性以及较高的热敏感性。一旦出现局部过热或升温速度不均的情况，催化剂的结构就会发生变化，从而导致接触电阻上升，进而影响整个燃料电池的性能。因此，需要一种类似光刻工艺中的烘烤步骤来对催化剂进行干燥处理——这种处理过程必须具有可重复性、均匀性，并且能够确保清洁度。
技术上的关键点
我们设计的催化剂干燥装置利用了近红外辐射，其波长经过优化，能够与催化剂墨水及粘合剂的吸收特性相匹配。这样一来，就可以实现快速、均匀的加热效果，同时不会对基底造成过度加热。在活性区域内，温度均匀性可保持在±0.1°C范围内，而不同批次之间的温度稳定性则可控制在±0.5°C以内。该装置采用石英-卤素结构，能够精确控制发光强度，即使连续运行5,000小时以上，其输出亮度也能保持稳定，下降幅度不超过5%。该系统适用于1级到100级的洁净室环境，而且每个加热区域都被设计成不会产生任何颗粒物的状态。
为什么这种方法有效
在燃料电池制造过程中，催化剂位于厚度很小的基底和金属双极板上，这些材料的导热性能各不相同，容易发生变形。近红外辐射可以直接加热催化剂，从而缩短处理时间。这样一来，不仅干燥速度更快，还能更好地控制孔隙结构以及催化剂的分布情况。与光刻工艺中的精确控制类似，这一技术也能确保催化剂的活性，因为其具备可预测的升温曲线、可控的浸泡时间，以及稳定的性能表现。由于该装置只对目标区域进行加热，因此能耗更低；此外，由于其具备良好的温控功能，因此可以24/7持续运行。
需要注意的细节
近红外干燥属于直线式加热方式，因此设备的几何结构以及加热时间的稳定性非常重要。需要确保基底与发光源之间的距离保持一致。此外，灯管的输出功率对电压稳定性也很敏感，只有当电压稳定在±1%范围内时，才能获得最佳的温度均匀性。安装过程相对简单，但在集成过程中，还需要考虑附近组件所承受的热负荷以及所需的排气路径。另外，还需要选择合适的连接器及尺寸，以确保设备的更换能在规定的维护时间内完成。