Células a combustível de hidrogênio
Remoção de contaminação na produção de células a combustível de hidrogênio
A tecnologia HFC será uma parte essencial das soluções com zero emissões de carbono. É muito limpo em comparação com motores de combustão interna, sendo o subproduto de saída H2O. É provável que os HFC sejam associados à tecnologia de baterias, mas prevê-se que sejam fornecidos em volumes mais pequenos ao setor automóvel de passageiros e, mais significativamente, a veículos pesados de mercadorias, autocarros, transporte marítimo, movimentação de materiais e até aeronaves e drones.
Embora a sua evolução e expansão tenham sido mais lentas do que a tecnologia das baterias, está agora a ser ativamente industrializada com foco na melhoria da automação das principais etapas do processo.
A Meech tem se envolvido com parceiros em expansão na industrialização dos processos de produção de células de combustível PEM (membrana de troca de prótons), que é mais comumente adotada no setor automotivo. É essencial evitar a contaminação incorporada e a alta carga estática nos componentes da célula e a Meech trabalhará com nossos parceiros para determinar a solução otimizada com base no espaço disponível na máquina, no tipo e nas características da contaminação e no ambiente do processo. Ao evitar estes riscos, as velocidades de produção podem ser otimizadas, os rendimentos podem ser maximizados e os defeitos latentes podem ser evitados.
Nossa abordagem futura de zero falhas
Identificamos vários processos na fabricação de células de combustível de hidrogênio que são propensos à contaminação na linha. Ao aplicar as soluções certas nesses pontos, você garante que não haja elos fracos em sua cadeia produtiva. Exploramos isso abaixo e demonstramos nossas soluções…
O que é uma célula de combustível de hidrogênio?
As células de combustível são dispositivos que geram eletricidade através de “reações redox eletroquímicas” (não combustão – eles não queimam nada).
Em suma, convertem a energia química dos combustíveis (hidrogénio ou metano) diretamente em energia elétrica (combinando-os com o oxigénio). Como a conversão química não necessita de energia térmica e mecânica, as primeiras células a combustível são (em comparação) extremamente eficiente. Além de minimizar as perdas de energia, as células de combustível também são muito menos poluente do que os motores de combustão clássicos, com emissões de carbono muito mais baixas e não tóxicas.
Se o hidrogénio “verde” (hidrogénio criado a partir de fontes de energia renováveis) estiver a alimentar a célula, eles emitem apenas vapor d'água e ar quente! Fornecendo em geral uma solução de energia muito limpa.
Tecnologias complementares
As células de combustível e as baterias são duas soluções viáveis para criar motores elétricos e assim enfrentar o desafio da energia limpa. Ambas as tecnologias também terão o seu lugar como solução híbrida (combinado). Dependendo da aplicação, qualquer uma pode ser a melhor resposta. (também os veremos em combinação)
Principais diferenças
A diferença mais essencial entre células de combustível e baterias é simples: uma bateria armazena energia que ele então usa, enquanto um célula de combustível gera energia convertendo o combustível disponível. Contanto que você tenha acesso ao combustível, você terá acesso à eletricidade – a qualquer hora, em qualquer lugar. Curiosamente, uma célula de combustível também pode ter um componente de bateria para armazenar a energia que está gerando.
A Meech tem se envolvido com parceiros em expansão na industrialização dos processos de produção de células de bateria e células de combustível PEM (membrana de troca de prótons), que são mais comumente adotadas no setor automotivo. É essencial evitar a contaminação incorporada e a alta carga estática nos componentes da célula e a Meech trabalhará com nossos parceiros para determinar a solução otimizada com base no espaço disponível na máquina, no tipo e nas características da contaminação e no ambiente do processo. Ao evitar estes riscos, as velocidades de produção podem ser otimizadas, os rendimentos podem ser maximizados e os defeitos latentes podem ser evitados.
componentes primários da célula a combustível de hidrogênio
Placas bipolares
As placas bipolares são projetadas para canalizar hidrogênio, conduzir elétrons e dissipar o calor da célula:
Papel carbono microporoso ou material não tecido
Papel carbono micro poroso ou material não tecido é projetado para garantir que haja um fluxo e transferência consistentes de meio ativo através da membrana:
Membrana Revestida com Catalisador (CCM)
Uma parte crítica da membrana da célula de combustível PEM é a CCM (membrana revestida com catalisador). Esta é uma membrana de polímero revestida com ânodo e cátodo em ambos os lados. Ao automatizar as principais etapas de produção deste componente em um formato de conversão rolo a rolo, é fundamental eliminar cargas estáticas e evitar contaminação incorporada para que o componente CCM final seja totalmente otimizado e não seja rejeitado ou transportado com defeitos latentes.
Aplicações primárias: Produção de membranas revestidas com catalisador
Estágio de revestimento seco no filme transportador
No primeiro estágio, o material de revestimento do ânodo e do cátodo é revestido separadamente em um filme transportador de PTFE ou PE (antes de ser seco e depois transferido para cada lado de uma única membrana polimérica sensível à umidade).
Os rolos transportadores de ânodo e cátodo são produzidos separadamente.
Referindo-se à imagem acima, antes do revestimento, o filme transportador deve estar livre de contaminação e neutralizado de carga estática (criada a montante e durante o processo de desenrolamento) - garantindo que a precisão e estabilidade do revestimento sejam mantidas e que os materiais fluam através do processo de conversão sem dificuldades.
Também pode ser necessário limpar o rolo de revestimento para ajudar a manter uma espessura consistente do revestimento.
À medida que a camada de revestimento é seca, cristais relacionados ao calor podem ser gerados a partir do filme transportador (na parte inferior) e isso requer um processo especializado de remoção do tipo contato para evitar danos à membrana ou contaminação cruzada de outros componentes.
O rolo anódico ou cátodo é então transferido para o próximo estágio de produção (com zero falhas transportadas).
Recomenda-se uma combinação de limpadores de banda sem contato e de contato – todos os limpadores de banda Meech incluem barras de ionização estática para neutralizar os materiais.
Vários processos essenciais de limpeza e controle estático são necessários para evitar contaminação incorporada e acúmulo de alta carga estática, conforme mostrado no diagrama acima.
Existem outros processos críticos que estão sendo investigados à medida que a indústria adota cada vez mais técnicas de automação.
Também é possível que o monitoramento de desempenho ao vivo e o registro de datas sejam necessários para soluções de controle estático mais críticas.
Se você estiver projetando uma linha de produção de bateria piloto ou ampliada ou tiver desafios relacionados à contaminação ou carga estática, entre em contato com um de nossos especialistas do setor Meech.
(Veja o final da página para soluções frequentemente necessárias).
Estágio de transferência de revestimento para membrana de polímero
Na etapa seguinte, rolos separados de películas transportadoras revestidas com cátodo e revestidas com ânodo são desenrolados com os revestimentos secos do ânodo e do catalisador catódico voltados para a membrana polimérica.
Através de uma combinação de compressão e calor, o revestimento “decalque” do ânodo e do cátodo é transferido para cada lado da membrana polimérica.
A membrana revestida com catalisador (CCM) é então enrolada em um rolo para a próxima etapa do processo.
Vários processos essenciais de limpeza e controle estático são necessários para evitar contaminação incorporada e acúmulo de alta carga estática, conforme mostrado no diagrama acima.
Existem outros processos críticos que estão sendo investigados à medida que a indústria adota cada vez mais técnicas de automação.
Também é possível que o monitoramento de desempenho ao vivo e o registro de datas sejam necessários para soluções de controle estático mais críticas.
Se você estiver projetando uma linha de produção de bateria piloto ou ampliada ou tiver desafios relacionados à contaminação ou carga estática, entre em contato com um de nossos especialistas do setor Meech.
(Veja o final da página para soluções frequentemente necessárias).
*Todos os desenhos são meramente ilustrativos. A posição das soluções de controle estático e limpeza de banda mais adequadas para o seu processo dependerá de determinados fatores da sua aplicação.
Soluções de limpeza da web
Meech é um fabricante líder de limpeza de tela com uma linha abrangente de quatro sistemas. Cada sistema é baseado num princípio de limpeza diferente, o que nos permite fornecer aos nossos clientes um sistema mais adequado à sua aplicação. Todos os sistemas Meech incorporam o mais recente choque Barras de controle estático AC como padrão, o que é crucial para a remoção abrangente da contaminação. A Meech possui mais de 200 instalações de limpeza de bandas bem-sucedidas em diversos setores, incluindo embalagem, impressão e conversão.
Cyclean™
limpador de web sem contato
Cyclean-R™
limpador de web sem contato
RoClean™
Entre em contato com o Web Cleaner
Unidades de tratamento de ar
Meech CyClean™ foi projetado em resposta à demanda por um limpador de banda compacto, de alto desempenho e sem contato.
Através da aplicação de dinâmica de fluidos computacional avançada, o CyClean remove e extrai contaminação abaixo de 1 mícron.
O CyClean-R oferece uma solução especializada para limpeza de bandas de baixa tensão.
O CyClean-R foi projetado para ser posicionado no rolo, onde a tensão da banda é mais alta, evitando assim os problemas de baixa tensão e ainda proporcionando excelente limpeza superficial.
RoClean é o mais recente limpador de tela de contato, que oferece excelentes resultados de limpeza de superfícies para a indústria de fabricação de filmes de bateria.
RoClean limpa eficazmente a superfície da banda através do uso de controle estático e de uma escova giratória de cerdas eficiente.
Os limpadores de teia Meech são fornecidos com unidades de tratamento de ar (AHUs) Meech para garantir que o equilíbrio do ar seja mantido para controlar perfeitamente a precisão da pressão do ar e do vácuo. Estas são unidades compactas de especificação industrial e também podem ter desempenho monitorado via controle PLC.
Para o ambiente da bateria, foi desenvolvida uma nova opção de AHU para melhorar a retenção de resíduos de contaminação tóxica e a remoção segura do filtro pelo operador.
Soluções de controle estático
A Meech é líder de mercado na fabricação e fornecimento de produtos de controle estático desde a década de 1960; oferecendo uma ampla gama de produtos eletrostáticos que fornecem proteção e medição antiestática e ESD, geração estática, controle e eliminação eletrostática.
Hiperíon™
Barra 924IPS de ionização
Hiperíon™
Sensor de Feedback
Localizador estático 983v2
HYPERION®
TOQUE SMARTCONTROL
Alimentada por 24 Vcc, a Hyperion 924IPS é a barra CC pulsada mais compacta disponível no mercado.
O 924IPS possui a tecnologia Ion Current Monitoring (ICM) da Meech, que garante que o desempenho seja mantido com alertas locais e remotos quando a barra precisar de limpeza.
Nosso sistema de feedback de circuito fechado aproveita o equilíbrio ajustável dos sistemas ionizantes CC pulsados.
O sistema compreende um Hyperion SmartControl e até 5 produtos ionizantes Hyperion para feedback de circuito fechado. Uma vez conectado ao sensor SmartControl, mede a tensão na rede a jusante da barra ionizante.
Esta medição pode ser realimentada para o produto ionizante, que ajusta automaticamente o equilíbrio da saída para obter uma rede completamente neutra. Este é um processo contínuo que mede e ajusta constantemente para alcançar o melhor controle estático em todos os momentos.
O Localizador Estático Modelo 983v2 fornece uma indicação clara de cargas eletrostáticas nos materiais. Destina-se ao uso industrial geral e possui uma ampla faixa de medição de +/-200kV, medida a uma distância de 150mm.
O 983v2 pode operar no modo “Contínuo” ou “Peak Hold” para registrar alterações no nível de carga ou na carga mais alta detectada, respectivamente. É adequado para fornecer uma boa indicação do nível de carga estática para uso por engenheiros de produção, manutenção, inspeção e qualidade. O 983v2 pode ser usado em qualquer material onde a carga estática possa ser um problema.
SmartControl Touch é a mais recente inovação da Meech projetada para atender às necessidades das indústrias automatizadas modernas e ao crescimento da Indústria 4.0 para alcançar a máxima produtividade e qualidade de produção.
O SmartControl Touch permite ao usuário monitorar, controlar e ajustar o desempenho de múltiplas barras ionizantes e sensores Hyperion conectados por meio da tela sensível ao toque integrada ou remotamente.
Poderíamos ajudar a melhorar seu processo de fabricação de células de combustível de hidrogênio?
