Celle a combustibile a idrogeno
Rimozione della contaminazione nella produzione di celle a combustibile a idrogeno
La tecnologia HFC sarà una parte essenziale delle soluzioni a zero emissioni di carbonio. È molto pulito rispetto ai motori a combustione interna poiché il sottoprodotto in uscita è H2O. È probabile che gli HFC vengano abbinati alla tecnologia delle batterie, ma si prevede che verranno forniti in volumi minori nel settore automobilistico passeggeri e, in modo più significativo, nei veicoli pesanti, negli autobus, nelle spedizioni, nella movimentazione dei materiali e persino negli aerei e nei droni.
Anche se è stata più lenta nell’evoluzione e nel potenziamento rispetto alla tecnologia delle batterie, ora viene attivamente industrializzata con particolare attenzione al miglioramento dell’automazione delle fasi chiave del processo.
Meech ha collaborato con partner di espansione nell'industrializzazione dei processi di produzione delle celle a combustibile PEM (membrana a scambio protonico), che vengono comunemente adottate nel settore automobilistico. È essenziale evitare la contaminazione incorporata e l'elevata carica statica nei componenti della cella e Meech lavorerà con i nostri partner per determinare la soluzione ottimale in base allo spazio disponibile sulla macchina, al tipo e alle caratteristiche di contaminazione e all'ambiente di processo. Evitando questi rischi è possibile ottimizzare le velocità di produzione, massimizzare i rendimenti ed evitare difetti latenti.
Il nostro approccio Forward Zero Faults
Abbiamo identificato una serie di processi all'interno della produzione di celle a combustibile a idrogeno che sono soggetti a contaminazione sulla linea. Applicando le giuste soluzioni in questi punti, ti assicuri che non ci siano anelli deboli nella tua catena produttiva. Esploriamo questi di seguito e dimostriamo le nostre soluzioni...
Cos'è una cella a combustibile a idrogeno?
Le celle a combustibile sono dispositivi che generano elettricità attraverso “Reazioni redox elettrochimiche” (non combustione – non bruciano nulla).
In breve, convertono l'energia chimica dei combustibili (idrogeno o metano) direttamente in energia elettrica (combinandoli con l'ossigeno). Poiché la conversione chimica non necessita di energia termica e meccanica, le prime celle a combustibile sono (in confronto) estremamente efficiente. Oltre a ridurre al minimo le perdite di energia, lo sono anche le celle a combustibile molto meno inquinante rispetto ai classici motori a combustione con emissioni di carbonio molto inferiori e non tossiche.
Se l’idrogeno “verde” (idrogeno creato utilizzando fonti di energia rinnovabile) alimenta la cellula, emettono solo vapore acqueo e aria calda! Fornire nel complesso una soluzione di alimentazione molto pulita.
Tecnologie complementari
Le celle a combustibile e le batterie lo sono due soluzioni praticabili per creare propulsori elettrici e affrontare così la sfida dell’energia pulita. Entrambe le tecnologie avranno anche il loro posto come a soluzione ibrida (combinato). A seconda dell'applicazione, entrambe possono essere la risposta migliore.. (li vedremo anche in combinazione)
Differenze principali
La differenza più essenziale tra celle a combustibile e batterie è semplice: a la batteria immagazzina energia che poi utilizza, mentre a la cella a combustibile genera energia convertendo il carburante disponibile. Finché hai accesso al carburante, hai accesso all’elettricità, sempre e ovunque. È interessante notare che una cella a combustibile può anche avere un componente batteria per immagazzinare l'energia che sta generando.
Meech ha collaborato con partner di espansione nell’industrializzazione dei processi di produzione di celle di batterie e celle a combustibile PEM (membrana a scambio protonico), che vengono comunemente adottate nel settore automobilistico. È essenziale evitare la contaminazione incorporata e l'elevata carica statica nei componenti della cella e Meech lavorerà con i nostri partner per determinare la soluzione ottimale in base allo spazio disponibile sulla macchina, al tipo e alle caratteristiche di contaminazione e all'ambiente di processo. Evitando questi rischi è possibile ottimizzare le velocità di produzione, massimizzare i rendimenti ed evitare difetti latenti.
componenti primari della cella a combustibile a idrogeno
Piastre bipolari
Le piastre bipolari sono progettate per incanalare l'idrogeno, condurre elettroni e dissipare il calore dalla cella:
Carta carbone microporosa o materiale non tessuto
La carta carbone microporosa o il materiale non tessuto è progettato per garantire un flusso e un trasferimento costanti di mezzi attivi attraverso la membrana:
Membrana rivestita con catalizzatore (CCM)
Una parte fondamentale della membrana delle celle a combustibile PEM è la CCM (membrana rivestita con catalizzatore). Questa è una membrana polimerica rivestita con anodo e catodo su entrambi i lati. Quando si automatizzano le fasi chiave della produzione di questo componente in un formato di conversione roll-to-roll, è fondamentale eliminare le cariche statiche ed evitare la contaminazione incorporata in modo che il componente CCM finale sia completamente ottimizzato e non scartato o portato avanti con difetti latenti.
Applicazioni primarie: produzione di membrane rivestite con catalizzatore
Fase di rivestimento a secco su pellicola di supporto
Nella prima fase, il materiale di rivestimento dell'anodo e del catodo viene rivestito separatamente su un film di supporto in PTFE o PE "portante" (prima di essere essiccato e quindi trasferito su ciascun lato di una singola membrana polimerica sensibile all'umidità).
I rulli porta-catodo e anodico vengono prodotti separatamente.
Facendo riferimento all'immagine sopra, prima del rivestimento, la pellicola di supporto deve essere priva di contaminazioni e neutralizzata dalla carica statica (creata a monte e durante il processo di svolgimento), garantendo il mantenimento dell'accuratezza e della stabilità del rivestimento e il flusso dei materiali attraverso il processo di conversione senza difficoltà.
Potrebbe anche essere necessario pulire il rullo di rivestimento per mantenere uno spessore uniforme del rivestimento.
Quando lo strato di rivestimento si asciuga, è possibile che si generino cristalli legati al calore dalla pellicola di supporto (sul lato inferiore) e ciò richiede un processo di rimozione specializzato del tipo a contatto per prevenire danni alla membrana o contaminazione incrociata con altri componenti.
Il rullo anodico o catodico viene quindi trasferito alla fase di produzione successiva (senza alcun difetto riportato).
Si consiglia una combinazione di pulitori web senza contatto e di tipo a contatto: tutti i pulitori web Meech includono barre di ionizzazione statiche per neutralizzare i materiali.
Sono necessari diversi processi essenziali di pulizia e controllo statico per evitare la contaminazione incorporata e l'accumulo di cariche statiche elevate, come mostrato nel diagramma sopra.
Esistono altri processi critici che vengono studiati poiché l'industria adotta sempre più tecniche di automazione.
È anche possibile che il monitoraggio in tempo reale delle prestazioni e la registrazione dei dati siano necessari per soluzioni di controllo statico più critiche.
Se stai progettando una linea di produzione pilota o su scala industriale di batterie o stai riscontrando problemi legati alla contaminazione o alla carica statica, contatta uno dei nostri esperti del settore Meech.
(Vedi in fondo alla pagina per le soluzioni richieste frequentemente).
Fase di trasferimento del rivestimento sulla membrana polimerica
Nella fase successiva, rotoli separati di film di supporto rivestiti di catodo e di rivestimento di anodo vengono svolti con i rivestimenti asciutti di anodo e catalizzatore di catodo rivolti verso la membrana polimerica.
Attraverso una combinazione di compressione e calore, il rivestimento dell'anodo e del catodo "decalcomania" viene trasferito su ciascun lato della membrana polimerica.
La membrana rivestita del catalizzatore (CCM) viene quindi avvolta in un rotolo per la fase successiva del processo.
Sono necessari diversi processi essenziali di pulizia e controllo statico per evitare la contaminazione incorporata e l'accumulo di cariche statiche elevate, come mostrato nel diagramma sopra.
Esistono altri processi critici che vengono studiati poiché l'industria adotta sempre più tecniche di automazione.
È anche possibile che il monitoraggio in tempo reale delle prestazioni e la registrazione dei dati siano necessari per soluzioni di controllo statico più critiche.
Se stai progettando una linea di produzione pilota o su scala industriale di batterie o stai riscontrando problemi legati alla contaminazione o alla carica statica, contatta uno dei nostri esperti del settore Meech.
(Vedi in fondo alla pagina per le soluzioni richieste frequentemente).
* Tutti i disegni sono solo a scopo illustrativo. La posizione delle soluzioni di controllo statico e di pulizia del nastro più adatte al vostro processo dipenderà da alcuni fattori della vostra applicazione.
Soluzioni per la pulizia del nastro
Meech è un produttore leader di Web Cleaning con una gamma completa di quattro sistemi. Ogni sistema si basa su un principio di pulizia diverso, questo ci permette di fornire ai nostri clienti il sistema più adatto alla loro applicazione. Tutti i sistemi Meech incorporano gli ultimi shockless Barre di controllo statico AC di serie, il che è fondamentale per la rimozione completa della contaminazione. Meech ha più di 200 installazioni di pulizia del nastro di successo in una vasta gamma di settori tra cui imballaggio, stampa e trasformazione.
cyclean™
pulitore web senza contatto
cyclean-R™
pulitore web senza contatto
RoClean™
Contatta Web Cleaner
Unità di trattamento aria
Meech CyClean™ è stato progettato in risposta alla richiesta di un pulitore web compatto, ad alte prestazioni e senza contatto.
Attraverso l'applicazione di fluidodinamica computazionale avanzata, CyClean rimuove ed estrae la contaminazione inferiore a 1 micron.
CyClean-R fornisce una soluzione specializzata per la pulizia del nastro a bassa tensione.
CyClean-R è progettato per essere posizionato sul rullo, dove la tensione del nastro è massima, aggirando quindi i problemi di bassa tensione e garantendo comunque un'eccellente pulizia della superficie.
RoClean è l'ultimo pulitore per nastri a contatto, che offre eccellenti risultati di pulizia delle superfici per l'industria manifatturiera di pellicole per batterie.
RoClean pulisce efficacemente la superficie del nastro attraverso l'uso sia del controllo statico che di un'efficiente spazzola a rullo con setole.
I pulitori Meech sono forniti con unità di trattamento aria Meech (AHU) per garantire il mantenimento dell'equilibrio dell'aria per controllare perfettamente la precisione della pressione dell'aria e del vuoto. Si tratta di unità compatte con specifiche industriali e le cui prestazioni possono anche essere monitorate tramite controllo PLC.
Per l'ambiente della batteria è stata sviluppata una nuova opzione AHU per migliorare l'intrappolamento dei rifiuti tossici e la rimozione sicura del filtro da parte dell'operatore.
Soluzioni di controllo statico
Meech è leader di mercato nella produzione e fornitura di prodotti per il controllo statico sin dagli anni '1960; offre un'ampia gamma di prodotti elettrostatici che forniscono protezione e misurazione antistatica ed ESD, generazione statica, controllo ed eliminazione elettrostatica.
Hyperion™
Barra ionizzante 924IPS
Hyperion™
Sensore di feedback
Localizzatore statico 983v2
HYPERION™
TOUCH DI CONTROLLO SMART
Alimentato a 24 V CC, Hyperion 924IPS è la barra CC pulsata più compatta disponibile sul mercato.
Il 924IPS è dotato della tecnologia ICM (Ion Current Monitoring) di Meech, che garantisce il mantenimento delle prestazioni con avvisi locali e remoti quando la barra necessita di pulizia.
Il nostro sistema di feedback a circuito chiuso sfrutta il bilanciamento regolabile dei sistemi ionizzanti CC pulsati.
Il sistema comprende un Hyperion SmartControl e fino a 5 prodotti ionizzanti Hyperion per il feedback a circuito chiuso. Una volta collegato al sensore SmartControl, misura la tensione sul nastro a valle della barra ionizzante.
Questa misurazione può essere restituita al prodotto ionizzante che regola automaticamente il bilanciamento dell'uscita per ottenere un nastro completamente neutro. Si tratta di un processo continuo che misura e regola costantemente per ottenere il miglior controllo statico in ogni momento.
Il localizzatore statico modello 983v2 fornisce una chiara indicazione delle cariche elettrostatiche sui materiali. È destinato all'uso industriale generale e dispone di un ampio campo di misura di +/-200 kV, misurato a una distanza di 150 mm.
Il 983v2 può funzionare in modalità “Continua” o “Peak Hold” per registrare rispettivamente le variazioni del livello di carica o la carica più alta rilevata. È adatto per fornire una buona indicazione del livello di carica statica per l'uso da parte di ingegneri di produzione, manutenzione, ispezione e qualità. Il 983v2 può essere utilizzato su qualsiasi materiale in cui la carica statica potrebbe rappresentare un problema.
SmartControl Touch è l'ultima innovazione di Meech progettata per soddisfare le esigenze delle moderne industrie automatizzate e la crescita dell'Industria 4.0 per ottenere la massima produttività e qualità di output.
SmartControl Touch consente all'utente di monitorare, controllare e regolare le prestazioni di più barre ionizzanti e sensori Hyperion collegati tramite il touch-screen integrato o da remoto.
Potremmo aiutarvi a migliorare il vostro processo di produzione di celle a combustibile a idrogeno?
