Водородные топливные элементы
Удаление загрязнений при производстве водородных топливных элементов
Технология ГФУ станет важной частью решений по нулевым выбросам углекислого газа. Он очень чистый по сравнению с двигателями внутреннего сгорания, а побочным продуктом на выходе является H2O. ГФУ, скорее всего, будут использоваться в аккумуляторных технологиях, но, согласно прогнозам, в меньших объемах они будут поставляться в сектор легковых автомобилей и, в большей степени, в грузовые автомобили, автобусы, морские перевозки, погрузочно-разгрузочные работы и даже в самолеты и дроны.
Хотя она развивалась и расширялась медленнее, чем аккумуляторная технология, в настоящее время она активно индустриализируется с упором на улучшенную автоматизацию ключевых этапов процесса.
Мич сотрудничает с партнерами по масштабированию процесса индустриализации процессов производства топливных элементов PEM (протонообменная мембрана), которые чаще всего применяются в автомобильном секторе. Крайне важно избегать встроенного загрязнения и высокого статического заряда в компонентах ячейки, и Мич будет работать с нашими партнерами, чтобы определить оптимальное решение на основе доступного места на машине, типа и характеристик загрязнения и технологической среды. Избегая этих рисков, можно оптимизировать скорость производства, максимизировать выход продукции и избежать скрытых дефектов.
Наш перспективный подход с нулевым уровнем ошибок
Мы выявили ряд процессов в производстве водородных топливных элементов, которые подвержены загрязнению на линии. Применяя правильные решения в этих точках, вы гарантируете отсутствие слабых звеньев в вашей производственной цепочке. Мы рассмотрим их ниже и продемонстрируем наши решения…
Что такое водородный топливный элемент?
Топливные элементы — это устройства, которые генерируют электроэнергию посредством «электрохимические окислительно-восстановительные реакции». (не горение – ничего не горят).
Короче говоря, они преобразуют химическую энергию топлива (водорода или метана) непосредственно в электрическую энергию (путем объединения ее с кислородом). Поскольку химическая конверсия не требует тепловой и механической энергии, первые топливные элементы (для сравнения) чрезвычайно эффективный. Помимо минимизации потерь энергии, топливные элементы также гораздо менее загрязняющий чем классические двигатели внутреннего сгорания, выбросы углекислого газа намного ниже и нетоксичны.
Если «зеленый» водород (водород, полученный с использованием возобновляемых источников энергии) питает клетку, они выделяют только водяной пар и теплый воздух! В целом, это очень экологически чистое решение для электроснабжения.
Дополнительные технологии
Топливные элементы и батареи два жизнеспособных решения по созданию электрических силовых агрегатов и таким образом решить проблему чистой энергии. Обе технологии также будут иметь свое место в качестве гибридное решение (комбинированный). В зависимости от приложения лучшим ответом может быть любой из них (мы также увидим их в комбинации)
Основные отличия
Единственное и наиболее существенное различие между топливными элементами и батареями простое: аккумулятор хранит энергию который он затем использует, тогда как топливный элемент генерирует энергию путем преобразования доступного топлива. Пока у вас есть доступ к топливу, у вас есть доступ к электричеству – в любое время и в любом месте. Интересно, что топливный элемент также может иметь аккумуляторный компонент для хранения генерируемой им энергии.
Мич сотрудничает с партнерами по масштабированию процесса индустриализации процессов производства аккумуляторных элементов и топливных элементов PEM (протонообменная мембрана), которые чаще всего применяются в автомобильном секторе. Крайне важно избегать встроенного загрязнения и высокого статического заряда в компонентах ячейки, и Мич будет работать с нашими партнерами, чтобы определить оптимальное решение на основе доступного места на машине, типа и характеристик загрязнения и технологической среды. Избегая этих рисков, можно оптимизировать скорость производства, максимизировать выход продукции и избежать скрытых дефектов.
основные компоненты водородного топливного элемента
Биполярные пластины
Биполярные пластины предназначены для направления водорода, проведения электронов и отвода тепла от ячейки:
Микропористая копировальная бумага или нетканый материал
Микропористая копировальная бумага или нетканый материал предназначены для обеспечения постоянного потока и переноса активной среды через мембрану:
Мембрана с каталитическим покрытием (CCM)
Важнейшей частью мембраны топливного элемента PEM является CCM (мембрана с каталитическим покрытием). Это полимерная мембрана, покрытая анодом и катодом с обеих сторон. При автоматизации ключевых этапов производства этого компонента в формате рулонной переработки крайне важно устранить статические заряды и избежать встроенного загрязнения, чтобы конечный компонент CCM был полностью оптимизирован, а не отбракован или перенесен со скрытыми дефектами.
Основные области применения: производство мембран с каталитическим покрытием.
Этап сухого нанесения покрытия на пленку-носитель
На первом этапе материал покрытия анода и катода отдельно наносится на «несущую» пленку из ПТФЭ или полиэтилена (перед сушкой, а затем переносится на каждую сторону единой влагочувствительной полимерной мембраны).
Несущие ролики анода и катода производятся отдельно.
Как показано на изображении выше, перед нанесением покрытия несущая пленка должна быть очищена от загрязнений и нейтрализована статическим зарядом (создаваемым перед процессом и во время процесса размотки) – обеспечивая точность и стабильность покрытия, а также беспрепятственное прохождение материалов через процесс преобразования.
Также может потребоваться очистка валика для нанесения покрытия, чтобы обеспечить равномерную толщину покрытия.
По мере высыхания слоя покрытия из несущей пленки (на нижней стороне) могут образовываться кристаллы, связанные с нагреванием, и это требует специального процесса контактного удаления, чтобы предотвратить повреждение мембраны или перекрестное загрязнение других компонентов.
Затем анодный или катодный валок переносится на следующий этап производства (без переноса дефектов).
Рекомендуется использовать комбинацию средств для очистки полотна бесконтактного и контактного типа – все средства для очистки полотна Meech включают в себя статические ионизационные планки для нейтрализации материалов.
Чтобы избежать встроенного загрязнения и накопления высокого статического заряда, как показано на диаграмме выше, необходимо выполнить несколько важных процессов очистки и контроля статического заряда.
Существуют и другие критические процессы, которые исследуются по мере того, как отрасль все чаще внедряет методы автоматизации.
Также возможно, что мониторинг производительности в реальном времени и регистрация данных необходимы для более важных решений статического контроля.
Если вы проектируете пилотную или масштабируемую линию по производству аккумуляторов или у вас есть проблемы, связанные с загрязнением или статическим зарядом, свяжитесь с одним из наших отраслевых экспертов Meech.
(См. нижнюю часть страницы для часто используемых решений).
Этап переноса покрытия на полимерную мембрану
На следующем этапе отдельные рулоны пленок-носителей с катодным и анодным покрытием разматываются сухим анодным и катодным каталитическим покрытиями, обращенными к полимерной мембране.
За счет сочетания сжатия и тепла «декаль» анодного и катодного покрытия переносится на каждую сторону полимерной мембраны.
Мембрану с каталитическим покрытием (CCM) затем сматывают в рулон для следующей стадии процесса.
Чтобы избежать встроенного загрязнения и накопления высокого статического заряда, как показано на диаграмме выше, необходимо выполнить несколько важных процессов очистки и контроля статического заряда.
Существуют и другие критические процессы, которые исследуются по мере того, как отрасль все чаще внедряет методы автоматизации.
Также возможно, что мониторинг производительности в реальном времени и регистрация данных необходимы для более важных решений статического контроля.
Если вы проектируете пилотную или масштабируемую линию по производству аккумуляторов или у вас есть проблемы, связанные с загрязнением или статическим зарядом, свяжитесь с одним из наших отраслевых экспертов Meech.
(См. нижнюю часть страницы для часто используемых решений).
* Все рисунки предназначены только для иллюстративных целей. Расположение решений по статическому контролю и очистке полотна, наиболее подходящих для вашего процесса, будет зависеть от определенных факторов вашего применения.
Решения для очистки веб-страниц
Meech — ведущий производитель средств для очистки полотна, предлагающий широкий ассортимент из четырех систем. Каждая система основана на различном принципе очистки, что позволяет нам предоставить нашим клиентам систему, наиболее подходящую для их применения. Все системы Meech включают в себя новейшие безударные Статические панели управления переменным током в стандартной комплектации, что имеет решающее значение для комплексного удаления загрязнений. У Мича более 200 успешных установок по очистке рулонов в различных отраслях, включая упаковку, полиграфию и переработку.
циклан™
бесконтактный очиститель веб-страниц
циклан-Р™
бесконтактный очиститель веб-страниц
РоКлин™
Связаться с веб-очистителем
Установки кондиционирования воздуха
Meech CyClean™ был разработан в ответ на спрос на компактное, высокопроизводительное бесконтактное средство для очистки полотна.
Благодаря применению передовой вычислительной гидродинамики CyClean удаляет и извлекает загрязнения размером менее 1 микрона.
CyClean-R представляет собой специализированное решение для очистки полотна с низким натяжением.
CyClean-R предназначен для установки на валик, где натяжение полотна максимальное, что позволяет обойти проблемы низкого натяжения и при этом обеспечить превосходную очистку поверхности.
RoClean — это новейший очиститель контактного полотна, обеспечивающий превосходные результаты очистки поверхности для промышленности по производству аккумуляторной пленки.
RoClean эффективно очищает поверхность полотна благодаря использованию как статического контроля, так и эффективной щетинной роликовой щетки.
Очистители полотна Meech поставляются с блоками обработки воздуха Meech (AHU), обеспечивающими поддержание воздушного баланса и идеальный контроль точности давления воздуха и вакуума. Это компактные устройства промышленного назначения, производительность которых также можно контролировать с помощью ПЛК.
Для аккумуляторных батарей была разработана новая опция AHU, позволяющая улучшить улавливание токсичных загрязнений и безопасное удаление фильтра оператором.
Решения для статического контроля
Meech является лидером рынка в производстве и поставке продуктов для контроля статического электричества с 1960-х годов; предлагая широкий ассортимент электростатической продукции, которая обеспечивает антистатическую защиту и защиту от электростатического разряда, а также измерение, генерацию статического электричества, контроль и устранение электростатического заряда.
Гиперион™
Ионизирующая планка 924IPS
Гиперион™
Датчик обратной связи
Статический локатор 983v2
ГИПЕРИОН™
СМАРТКОНТРОЛЬ СЕНСОР
Hyperion 24IPS, работающий от источника постоянного тока 924 В, является самой компактной импульсной планкой постоянного тока, доступной на рынке.
Модель 924IPS оснащена технологией мониторинга ионного тока (ICM) Meech, которая обеспечивает поддержание производительности с помощью локальных и удаленных предупреждений, когда планка нуждается в очистке.
Наша система обратной связи с обратной связью использует преимущества регулируемого баланса импульсных ионизирующих систем постоянного тока.
Система включает в себя Hyperion SmartControl и до 5 ионизирующих устройств Hyperion для обратной связи с обратной связью. После подключения к датчику SmartControl измеряет напряжение на ленте после ионизирующей планки.
Это измерение может быть передано обратно на ионизирующий продукт, который автоматически регулирует баланс выходного сигнала для достижения полностью нейтрального полотна. Это непрерывный процесс, который постоянно измеряет и корректирует для достижения наилучшего статического контроля в любое время.
Статический локатор модели 983v2 обеспечивает четкую индикацию электростатических зарядов материалов. Он предназначен для общепромышленного использования и имеет широкий диапазон измерения +/- 200 кВ, измеренный на расстоянии 150 мм.
983v2 может работать в режиме «Непрерывный» или «Удержание пикового значения» для регистрации изменений уровня заряда или самого высокого обнаруженного заряда соответственно. Он подходит для надежного определения уровня статического заряда для использования инженерами по производству, техническому обслуживанию, контролю и качеству. 983v2 можно использовать с любым материалом, для которого может возникнуть проблема со статическим зарядом.
SmartControl Touch — это новейшая инновация от Meech, разработанная для удовлетворения потребностей современных автоматизированных отраслей и развития Индустрии 4.0 для достижения максимальной производительности и качества продукции.
SmartControl Touch позволяет пользователю отслеживать, контролировать и регулировать работу нескольких подключенных ионизирующих стержней и датчиков Hyperion через встроенный сенсорный экран или удаленно.
Можем ли мы помочь улучшить процесс производства водородных топливных элементов?
