Wasserstoff-Brennstoffzellen
Schadstoffentfernung bei der Herstellung von Wasserstoff-Brennstoffzellen
Die HFKW-Technologie wird ein wesentlicher Bestandteil von CO2-freien Lösungen sein. Im Vergleich zu Verbrennungsmotoren ist es sehr sauber, da als Nebenprodukt HXNUMXO entsteht. HFKW werden wahrscheinlich mit der Batterietechnologie kombiniert, sollen aber voraussichtlich in geringeren Mengen im Pkw-Sektor und vor allem in schweren Nutzfahrzeugen, Bussen, der Schifffahrt, der Materialbeförderung und sogar in Flugzeugen und Drohnen eingesetzt werden.
Die Weiterentwicklung und Skalierung war zwar langsamer als bei der Batterietechnologie, doch sie wird jetzt aktiv industrialisiert, wobei der Schwerpunkt auf einer verbesserten Automatisierung wichtiger Prozessphasen liegt.
Meech arbeitet mit Scale-up-Partnern an der Industrialisierung der Produktionsprozesse von PEM-Brennstoffzellen (Protonenaustauschmembran), die am häufigsten im Automobilsektor eingesetzt werden. Es ist wichtig, eingebettete Verunreinigungen und hohe statische Aufladung in den Zellkomponenten zu vermeiden. Meech wird mit unseren Partnern zusammenarbeiten, um die optimale Lösung basierend auf dem verfügbaren Platz in der Maschine, der Art und den Eigenschaften der Verunreinigungen und der Prozessumgebung zu ermitteln. Durch die Vermeidung dieser Risiken können Produktionsgeschwindigkeiten optimiert, Erträge maximiert und latente Fehler vermieden werden.
Unser Zero-Faults-Forward-Ansatz
Wir haben eine Reihe von Prozessen bei der Herstellung von Wasserstoff-Brennstoffzellen identifiziert, die anfällig für Kontaminationen in der Produktionslinie sind. Indem Sie an diesen Stellen die richtigen Lösungen anwenden, stellen Sie sicher, dass Ihre Produktionskette keine Schwachstellen aufweist. Wir untersuchen diese im Folgenden und demonstrieren unsere Lösungen…
Was ist eine Wasserstoff-Brennstoffzelle?
Brennstoffzellen sind Geräte, die Strom erzeugen durch „elektrochemische Redoxreaktionen“ (keine Verbrennung – sie verbrennen nichts).
Kurz gesagt, sie wandeln die chemische Energie von Kraftstoffen (Wasserstoff oder Methan) direkt in elektrische Energie um (indem sie diese mit Sauerstoff kombinieren). Da für die chemische Umwandlung keine thermische und mechanische Energie benötigt wird, sind es zunächst Brennstoffzellen (im Vergleich) sehr effizient. Brennstoffzellen minimieren nicht nur Energieverluste, sondern auch weitaus weniger umweltschädlich als klassische Verbrennungsmotoren, wobei der CO2-Ausstoß deutlich geringer und ungiftig ist.
Wenn „grüner“ Wasserstoff (Wasserstoff, der aus erneuerbaren Energiequellen erzeugt wird) die Zelle antreibt, Sie geben nur Wasserdampf und warme Luft ab! Insgesamt eine sehr saubere Energielösung.
Komplementäre Technologien
Brennstoffzellen und Batterien sind zwei praktikable Lösungen zur Schaffung elektrischer Antriebsstränge und so die Herausforderung der sauberen Energie angehen. Beide Technologien werden auch als solche ihren Platz haben Hybridlösung (kombiniert). Je nach Anwendung kann beides die beste Lösung sein. (wir werden sie auch in Kombination sehen)
Hauptunterschiede
Der wichtigste Unterschied zwischen Brennstoffzellen und Batterien ist einfach: a Batterie speichert Energie die es dann verwendet, während a Brennstoffzelle erzeugt Energie durch Umwandlung des verfügbaren Kraftstoffs. Solange Sie Zugriff auf den Kraftstoff haben, haben Sie jederzeit und überall Zugriff auf Strom. Interessanterweise kann eine Brennstoffzelle auch über eine Batteriekomponente verfügen, um die von ihr erzeugte Energie zu speichern.
Meech arbeitet mit Scale-up-Partnern an der Industrialisierung der Produktionsprozesse von Batteriezellen und PEM-Brennstoffzellen (Protonenaustauschmembran), die am häufigsten im Automobilsektor eingesetzt werden. Es ist wichtig, eingebettete Verunreinigungen und hohe statische Aufladung in den Zellkomponenten zu vermeiden. Meech wird mit unseren Partnern zusammenarbeiten, um die optimale Lösung basierend auf dem verfügbaren Platz in der Maschine, der Art und den Eigenschaften der Verunreinigungen und der Prozessumgebung zu ermitteln. Durch die Vermeidung dieser Risiken können Produktionsgeschwindigkeiten optimiert, Erträge maximiert und latente Fehler vermieden werden.
Hauptkomponenten der Wasserstoff-Brennstoffzelle
Bipolare Platten
Bipolarplatten dienen dazu, Wasserstoff zu kanalisieren, Elektronen zu leiten und Wärme von der Zelle abzuleiten:
Mikroporöses Kohlepapier oder Vliesmaterial
Mikroporöses Kohlepapier oder Vliesmaterial soll einen gleichmäßigen Fluss und Transfer aktiver Medien durch die Membran gewährleisten:
Katalysatorbeschichtete Membran (CCM)
Ein wichtiger Teil der PEM-Brennstoffzellenmembran ist die CCM (katalysatorbeschichtete Membran). Dabei handelt es sich um eine beidseitig mit Anode und Kathode beschichtete Polymermembran. Bei der Automatisierung wichtiger Produktionsschritte dieser Komponente im Rolle-zu-Rolle-Umwandlungsformat ist es von entscheidender Bedeutung, statische Aufladungen zu beseitigen und eingebettete Verunreinigungen zu vermeiden, damit die endgültige CCM-Komponente vollständig optimiert ist und nicht mit latenten Mängeln aussortiert oder weitergetragen wird.
Hauptanwendungen: Herstellung von katalysatorbeschichteten Membranen
Trockenbeschichtungsstufe auf Trägerfolie
In der ersten Stufe wird das Anoden- und Kathodenbeschichtungsmaterial separat auf einen „Träger“-PTFE- oder PE-Trägerfilm aufgetragen (bevor es getrocknet und dann auf jede Seite einer einzelnen feuchtigkeitsempfindlichen Polymermembran übertragen wird).
Anoden- und Kathodenträgerrollen werden separat hergestellt.
Bezugnehmend auf das Bild oben muss die Trägerfolie vor dem Beschichten frei von Verunreinigungen und von statischer Aufladung (die vor und während des Abwickelvorgangs entsteht) neutralisiert werden, um sicherzustellen, dass die Beschichtungsgenauigkeit und -stabilität erhalten bleibt und die Materialien problemlos durch den Verarbeitungsprozess fließen.
Möglicherweise muss auch die Beschichtungswalze gereinigt werden, um eine gleichmäßige Beschichtungsdicke aufrechtzuerhalten.
Beim Trocknen der Beschichtungsschicht können durch Hitze verursachte Kristalle aus der Trägerfolie (auf der Unterseite) entstehen. Dies erfordert einen speziellen Kontaktentfernungsprozess, um eine Beschädigung der Membran oder eine Kreuzkontamination mit anderen Komponenten zu verhindern.
Anschließend wird die Anoden- bzw. Kathodenrolle (ohne Fehlervortrag) in die nächste Produktionsstufe überführt.
Es wird eine Kombination aus berührungslosen und Kontakt-Bahnreinigern empfohlen – alle Meech-Bahnreiniger verfügen über statische Ionisationsstäbe zur Neutralisierung von Materialien.
Es sind mehrere grundlegende Reinigungs- und statische Kontrollprozesse erforderlich, um eingebettete Verunreinigungen und den Aufbau einer hohen statischen Aufladung zu vermeiden, wie im obigen Diagramm dargestellt.
Es gibt weitere kritische Prozesse, die untersucht werden, da die Industrie zunehmend Automatisierungstechniken einsetzt.
Es ist auch möglich, dass für kritischere statische Kontrolllösungen eine Live-Leistungsüberwachung und Datumsprotokollierung erforderlich ist.
Wenn Sie eine Pilot- oder vergrößerte Batterieproduktionslinie entwerfen oder bestehende Probleme im Zusammenhang mit Kontamination oder statischer Aufladung haben, wenden Sie sich bitte an einen unserer Meech-Branchenexperten.
(Häufig benötigte Lösungen finden Sie unten auf der Seite).
Beschichtungstransferstufe auf Polymermembran
Im nächsten Schritt werden separate Rollen aus mit Kathode und Anode beschichteten Trägerfolien abgewickelt, wobei die trockenen Katalysatorbeschichtungen von Anode und Kathode zur Polymermembran zeigen.
Durch eine Kombination aus Kompression und Hitze wird die „abgeklebte“ Anoden- und Kathodenbeschichtung auf jede Seite der Polymermembran übertragen.
Die katalysatorbeschichtete Membran (CCM) wird dann für die nächste Prozessstufe auf eine Rolle gewickelt.
Es sind mehrere grundlegende Reinigungs- und statische Kontrollprozesse erforderlich, um eingebettete Verunreinigungen und den Aufbau einer hohen statischen Aufladung zu vermeiden, wie im obigen Diagramm dargestellt.
Es gibt weitere kritische Prozesse, die untersucht werden, da die Industrie zunehmend Automatisierungstechniken einsetzt.
Es ist auch möglich, dass für kritischere statische Kontrolllösungen eine Live-Leistungsüberwachung und Datumsprotokollierung erforderlich ist.
Wenn Sie eine Pilot- oder vergrößerte Batterieproduktionslinie entwerfen oder bestehende Probleme im Zusammenhang mit Kontamination oder statischer Aufladung haben, wenden Sie sich bitte an einen unserer Meech-Branchenexperten.
(Häufig benötigte Lösungen finden Sie unten auf der Seite).
* Alle Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung. Die Position der für Ihren Prozess am besten geeigneten statischen Kontroll- und Bahnreinigungslösungen hängt von bestimmten Faktoren Ihrer Anwendung ab.
Bahnreinigungslösungen
Meech ist ein führender Hersteller von Bahnreinigungssystemen mit einer umfassenden Palette von vier Systemen. Jedes System basiert auf einem anderen Reinigungsprinzip. Dies ermöglicht uns auf einzigartige Weise, unseren Kunden ein System anzubieten, das am besten für ihre Anwendung geeignet ist. Alle Meech-Systeme sind mit der neuesten Shockless-Technologie ausgestattet Statikkontrollleisten für Wechselstrom serienmäßig, was für eine umfassende Schmutzentfernung von entscheidender Bedeutung ist. Meech verfügt über mehr als 200 erfolgreiche Bahnreinigungsinstallationen in einer Reihe von Branchen, darunter Verpackung, Druck und Verarbeitung.
Cyclean™
berührungsloser Bahnreiniger
Meech CyClean™ wurde als Reaktion auf die Nachfrage nach einem kompakten, leistungsstarken, berührungslosen Bahnreiniger entwickelt.
Durch die Anwendung fortschrittlicher numerischer Strömungsmechanik entfernt und extrahiert CyClean Verunreinigungen unter 1 Mikrometer.
Cyclean-R™
berührungsloser Bahnreiniger
Der CyClean-R bietet eine spezielle Lösung für die Bahnreinigung bei geringer Spannung.
Der CyClean-R ist so konzipiert, dass er auf der Walze positioniert wird, wo die Bahnspannung am höchsten ist, wodurch die Probleme einer niedrigen Spannung umgangen werden und dennoch eine hervorragende Oberflächenreinigung erzielt wird.
RoClean™
Wenden Sie sich an Web Cleaner
RoClean ist der neueste Kontaktbahnreiniger, der hervorragende Oberflächenreinigungsergebnisse für die Batteriefolienherstellungsindustrie liefert.
RoClean reinigt die Bahnoberfläche effektiv durch den Einsatz sowohl statischer Kontrolle als auch einer effizienten Borstenwalzenbürste.
Lüftungsgeräte
Meech-Bahnreiniger werden mit Meech-Luftbehandlungseinheiten (AHUs) geliefert, um sicherzustellen, dass das Luftgleichgewicht aufrechterhalten wird, um die Genauigkeit von Luftdruck und Vakuum perfekt zu steuern. Hierbei handelt es sich um kompakte, industrietaugliche Geräte, deren Leistung auch über eine SPS-Steuerung überwacht werden kann.
Für die Batterieumgebung wurde eine neue AHU-Option entwickelt, um das Einfangen giftiger Schadstoffabfälle und die sichere Filterentfernung durch den Bediener zu verbessern.
Lösungen zur statischen Kontrolle
Meech ist seit den 1960er Jahren Marktführer in der Herstellung und Lieferung von Produkten zur statischen Kontrolle. Wir bieten eine breite Palette elektrostatischer Produkte an, die Antistatik- und ESD-Schutz und -Messung sowie die Erzeugung statischer Elektrizität sowie die Kontrolle und Beseitigung elektrostatischer Ladung bieten.
Hyperion™
924IPS Ionisationsstab
Der Hyperion 24IPS wird mit 924 V Gleichstrom betrieben und ist der kompakteste gepulste Gleichstrombalken, der auf dem Markt erhältlich ist.
Der 924IPS ist mit der ICM-Technologie (Ion Current Monitoring) von Meech ausgestattet. Diese gewährleistet die Aufrechterhaltung der Leistung mit lokalen und Fernwarnungen, wenn die Bar gereinigt werden muss.
Hyperion™
Feedback-Sensor
Unser Rückkopplungssystem mit geschlossenem Regelkreis nutzt die einstellbare Balance von gepulsten Gleichstrom-Ionisierungssystemen.
Das System besteht aus einem Hyperion SmartControl und bis zu 5 Hyperion-Ionisierungsprodukten für Feedback im geschlossenen Regelkreis. Sobald es mit dem SmartControl-Sensor verbunden ist, misst es die Spannung an der Bahn hinter dem Ionisierungsstab.
Diese Messung kann auf das ionisierende Produkt zurückgeführt werden, das automatisch das Gleichgewicht der Ausgabe anpasst, um eine völlig neutrale Bahn zu erreichen. Hierbei handelt es sich um einen kontinuierlichen Prozess, der kontinuierlich misst und anpasst, um jederzeit die bestmögliche statische Kontrolle zu erreichen.
983v2 Statischer Locator
Das statische Ortungsgerät Modell 983v2 bietet eine klare Anzeige elektrostatischer Ladungen auf Materialien. Es ist für den allgemeinen industriellen Einsatz gedacht und verfügt über einen großen Messbereich von +/-200 kV, gemessen bei 150 mm Abstand.
Der 983v2 kann im „Kontinuierlichen“ oder „Peak Hold“-Modus betrieben werden, um Änderungen im Ladezustand bzw. die höchste erkannte Ladung aufzuzeichnen. Es eignet sich zur Bereitstellung einer guten Anzeige des Niveaus der statischen Aufladung für Produktions-, Wartungs-, Inspektions- und Qualitätsingenieure. Der 983v2 kann auf jedem Material verwendet werden, bei dem statische Aufladung ein Problem darstellen könnte.
HYPERION™
SMARTCONTROL TOUCH
SmartControl Touch ist die neueste Innovation von Meech, die den Anforderungen moderner automatisierter Industrien und dem Wachstum von Industrie 4.0 gerecht wird, um maximale Produktivität und Ausgabequalität zu erreichen.
Mit SmartControl Touch kann der Benutzer die Leistung mehrerer angeschlossener Hyperion-Ionisationsstäbe und -Sensoren über den integrierten Touchscreen oder aus der Ferne überwachen, steuern und anpassen.
Könnten wir Ihnen helfen, Ihren Herstellungsprozess für Wasserstoff-Brennstoffzellen zu verbessern?
