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.
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.
Könnten wir Ihnen helfen, Ihren Herstellungsprozess für Wasserstoff-Brennstoffzellen zu verbessern?
