เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน
Contamination removal in hydrogen fuel cell production
HFC technology will be an essential part of zero carbon emissions solutions. It is very clean compared to internal combustion engines with the output by-product being H2O. HFCs are likely to be paired with battery technology but are forecast to be supplied in smaller volumes into passenger automotive sector and more significantly into heavy goods vehicles, buses, shipping, material handling and even aircrafts and drones.
While it has been slower to evolve and scale-up than battery technology, it is now being actively industrialised with a focus on improved automation of key process stages.
Meech has been engaging with scale-up partners in industrialising the production processes of PEM fuel cells (proton exchange membrane) which is most commonly being adopted in the automotive sector. It is essential to avoid embedded contamination and high static charge in the cell components and Meech will work with our partners to determine the optimise solution based on available space on machine, type and characteristics of contamination and process environment. By avoiding these risks, production speeds can be optimised, yields can be maximised, and latent defects can be avoided.
แนวทางการส่งต่อข้อบกพร่องเป็นศูนย์ของเรา
We have identified a number of processes within hydrogen fuel cell manufacturing that are prone to contamination on the line. By applying the right solutions at these points, you make sure there are no weak links to your production chain. We explore these below and demonstrate our solutions…
What is a Hydrogen fuel cell?
Fuel cells are devices that generate electricity through “electrochemical redox reactions” (not combustion – they don’t burn anything).
In short, they convert chemical energy of fuels (hydrogen or methane) directly into electrical energy (by combining them with oxygen). As the chemical conversion does not need thermal and mechanical energy first fuel cells are (by comparison) มีประสิทธิภาพมาก. Besides minimizing energy losses, fuel cells are also far less polluting than classic combustion engines with carbon emissions being much lower and non-toxic.
If “green” hydrogen (hydrogen created using renewable energy sources) is fuelling the cell, they only emit water vapour and warm air! Delivering overall a very clean power solution.
เทคโนโลยีเสริม
Fuel cells and batteries are two viable solutions to create electric powertrains and thus address the clean energy challenge. Both technologies will also have their place as a hybrid solution (combined). Depending on the application, either can be the best answer.. (we will also see them in combination)
ความแตกต่างหลัก
The single most essential difference between fuel cells and batteries is simple: a battery stores energy which it then uses, whereas a fuel cell generates energy by converting available fuel. As long as you have access to the fuel, you have access to electricity – anytime, anywhere. Interestingly, a fuel cell can also have a battery component to store the energy it is generating.
Meech has been engaging with scale-up partners in industrialising the production processes of battery cells and PEM fuel cells (proton exchange membrane) which is most commonly being adopted in the automotive sector. It is essential to avoid embedded contamination and high static charge in the cell components and Meech will work with our partners to determine the optimise solution based on available space on machine, type and characteristics of contamination and process environment. By avoiding these risks, production speeds can be optimised, yields can be maximised, and latent defects can be avoided.
primary components of the hydrogen fuel cell
Bi-Polar Plates
Bi-polar plates are designed to channel hydrogen, conduct electrons and dissipate heat from the cell:
Micro Porous Carbon Paper or Non-Woven Material
Micro porous carbon paper or non-woven material is designed to ensure there is a consistent flow and transfer of active media across the membrane:
Catalyst Coated Membrane (CCM)
A critical part of PEM fuel cell membrane is the CCM (catalyst coated membrane). This is a polymer membrane coated with anode and cathode on either side. When automating key production stages of this component in a roll-to-roll converting format, it is critical to eliminate static charges and avoid embedded contamination so the final CCM component is fully optimised and not rejected or carried forwards with a latent defects.
Primary applications: Catalyst coated membrane production
Dry Coating Stage on to Carrier Film
In the first stage, the Anode and Cathode coating material is separately coated onto a ‘carrier’ PTFE or PE carrier film (before being dried and then transferred on to each side of a single moisture sensitive polymer membrane).
Anode and Cathode carrier rolls are produced separately.
Referring to the image above, prior to coating, the carrier film must be free of contamination and neutralised of static charge (created upstream and during unwind process) – ensuring coating accuracy and stability is maintained and materials flow through converting process without difficulties.
It may also be required to clean the coating roller to help maintain a consistent calliper of coating.
As the coating layer is dried, heat related crystals can be generated from the carrier film (on underside) and this requires a specialist contact type removal process to prevent membrane damage or cross-contamination to other components.
The anode or cathode roll is then transferred to the next production stage (with zero faults carried forwards).
A combination of non-contact and contact type web cleaners are recommended – all Meech web cleaners include static ionisation bars to neutralise materials.
Several essential cleaning and static control processes are required to avoid embedded contamination and high static charge build up as shown in the above diagram.
Other critical processes exist which are being investigated as the industry increasingly adopts automation techniques.
It is also possible that live performance monitoring and date logging is needed for more critical static control solutions.
If you are designing a pilot or scaled up battery production line or have existing contamination or static charge related challenges, please get in touch with one of our Meech industry experts.
(See bottom of page for frequently required solutions).
Coating Transfer Stage onto Polymer Membrane
In the next stage, separate rolls of cathode coated and anode coated carrier films are unwound with the dry anode and cathode catalyst coatings facing towards polymer membrane.
Through a combination of compression and heat the “decal” anode and cathode coating is transferred onto each side of the polymer membrane.
The catalyst coated membrane (CCM) is then wound into a roll for next process stage.
Several essential cleaning and static control processes are required to avoid embedded contamination and high static charge build up as shown in the above diagram.
Other critical processes exist which are being investigated as the industry increasingly adopts automation techniques.
It is also possible that live performance monitoring and date logging is needed for more critical static control solutions.
If you are designing a pilot or scaled up battery production line or have existing contamination or static charge related challenges, please get in touch with one of our Meech industry experts.
(See bottom of page for frequently required solutions).
* ภาพวาดทั้งหมดมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นภาพประกอบเท่านั้น ตำแหน่งของระบบควบคุมไฟฟ้าสถิตและน้ำยาทำความสะอาดรางที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกระบวนการของคุณจะขึ้นอยู่กับปัจจัยบางประการในการใช้งานของคุณ
โซลูชั่นการทำความสะอาดเว็บ
Meech คือผู้ผลิตทำความสะอาดเว็บชั้นนำที่มีระบบครอบคลุมสี่ระบบ แต่ละระบบมีพื้นฐานอยู่บนหลักการทำความสะอาดที่แตกต่างกัน ซึ่งช่วยให้เราสามารถจัดหาระบบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานแก่ลูกค้าของเราได้อย่างมีเอกลักษณ์ ระบบ Meech ทั้งหมดมีระบบกันกระแทกใหม่ล่าสุด แถบควบคุมแบบคงที่ของ AC เป็นมาตรฐานซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการกำจัดสิ่งปนเปื้อนอย่างครอบคลุม Meech มีการติดตั้งทำความสะอาดเว็บที่ประสบความสำเร็จมากกว่า 200 รายการในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น บรรจุภัณฑ์ การพิมพ์ และการแปลงสภาพ
ไซเคิลอัน™
เครื่องมือทำความสะอาดเว็บแบบไม่สัมผัส
ไซเคิล-อาร์™
เครื่องมือทำความสะอาดเว็บแบบไม่สัมผัส
โรคลีน™
Contact Web Cleaner
หน่วยจัดการอากาศ
Meech CyClean™ ได้รับการออกแบบเพื่อตอบสนองความต้องการเครื่องทำความสะอาดเว็บขนาดกะทัดรัด ประสิทธิภาพสูง แบบไม่สัมผัส
ด้วยการประยุกต์ใช้พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณขั้นสูง CyClean จะขจัดและแยกการปนเปื้อนที่มีขนาดต่ำกว่า 1 ไมครอน
CyClean-R มอบโซลูชันเฉพาะสำหรับการทำความสะอาดรางแรงตึงต่ำ
CyClean-R ได้รับการออกแบบให้วางตำแหน่งบนลูกกลิ้ง โดยที่รางมีความตึงสูงสุด จึงสามารถข้ามปัญหาเรื่องแรงตึงต่ำและยังคงทำความสะอาดพื้นผิวได้ดีเยี่ยม
RoClean เป็นตัวทำความสะอาดเว็บแบบสัมผัสล่าสุด ซึ่งให้ผลลัพธ์การทำความสะอาดพื้นผิวที่ยอดเยี่ยมสำหรับอุตสาหกรรมการผลิตฟิล์มแบตเตอรี่
RoClean ทำความสะอาดพื้นผิวรางอย่างมีประสิทธิภาพด้วยการใช้ทั้งการควบคุมแบบคงที่และแปรงลูกกลิ้งขนที่มีประสิทธิภาพ
เครื่องทำความสะอาดแบบเว็บของ Meech มาพร้อมกับ Meech Air Handling Units (AHU) เพื่อให้แน่ใจว่าจะรักษาสมดุลของอากาศเพื่อควบคุมความแม่นยำของแรงดันอากาศและสุญญากาศได้อย่างสมบูรณ์แบบ เป็นหน่วยข้อมูลจำเพาะทางอุตสาหกรรมขนาดกะทัดรัด และยังสามารถตรวจสอบประสิทธิภาพผ่านการควบคุม PLC ได้อีกด้วย
สำหรับสภาพแวดล้อมของแบตเตอรี่ ได้มีการพัฒนาตัวเลือก AHU ใหม่เพื่อเพิ่มการดักจับของเสียที่ปนเปื้อนสารพิษและการกำจัดตัวกรองอย่างปลอดภัยโดยผู้ปฏิบัติงาน
โซลูชั่นการควบคุมแบบคงที่
Meech เป็นผู้นำตลาดในการผลิตและจำหน่ายผลิตภัณฑ์ควบคุมไฟฟ้าสถิตมาตั้งแต่ปี 1960; นำเสนอผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าสถิตที่หลากหลายที่ให้การป้องกันและการวัดค่าป้องกันไฟฟ้าสถิตและ ESD การสร้างไฟฟ้าสถิต การควบคุมและกำจัดไฟฟ้าสถิต
ไฮเปอเรียน™
บาร์ไอออไนซ์ 924IPS
ไฮเปอเรียน™
Feedback Sensor
ตัวระบุตำแหน่งแบบคงที่ 983v2
ไฮเปอร์เรียน™
ระบบสัมผัสอัจฉริยะ
Hyperion 24IPS ขับเคลื่อนด้วยไฟ 924V DC จึงเป็นพัลซิ่ง DC bar ขนาดกะทัดรัดที่สุดในตลาด
924IPS มีเทคโนโลยีการตรวจสอบกระแสไอออน (ICM) ของ Meech ช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพด้วยการแจ้งเตือนในพื้นที่และระยะไกลเมื่อแท่งจำเป็นต้องทำความสะอาด
ระบบป้อนกลับแบบวงปิดของเราใช้ประโยชน์จากความสมดุลที่ปรับได้ของระบบไอออไนซ์ DC แบบพัลซิ่ง
ระบบประกอบด้วย Hyperion SmartControl และผลิตภัณฑ์ไอออไนซ์ของ Hyperion สูงสุด 5 รายการสำหรับการป้อนกลับแบบวงปิด เมื่อเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ SmartControl แล้ว ให้วัดแรงดันไฟฟ้าบนรางด้านล่างของแถบไอออไนซ์
การวัดนี้สามารถป้อนกลับไปยังผลิตภัณฑ์ไอออไนซ์ซึ่งจะปรับสมดุลของเอาท์พุตโดยอัตโนมัติเพื่อให้ได้รางที่เป็นกลางโดยสมบูรณ์ นี่เป็นกระบวนการต่อเนื่องที่วัดและปรับเปลี่ยนอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ได้การควบคุมไฟฟ้าสถิตที่ดีที่สุดตลอดเวลา
เครื่องระบุตำแหน่งแบบคงที่รุ่น 983v2 ให้ข้อบ่งชี้ที่ชัดเจนเกี่ยวกับประจุไฟฟ้าสถิตบนวัสดุ มีไว้สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมทั่วไป และมีช่วงการวัดกว้าง +/-200kV วัดที่ระยะห่าง 150 มม.
983v2 สามารถทำงานในโหมด "ต่อเนื่อง" หรือ "พีคโฮลด์" เพื่อบันทึกการเปลี่ยนแปลงระดับประจุหรือประจุสูงสุดที่ตรวจพบตามลำดับ เหมาะสำหรับการบ่งชี้ระดับประจุไฟฟ้าสถิตที่ดีสำหรับการใช้งานโดยฝ่ายการผลิต การบำรุงรักษา การตรวจสอบ และวิศวกรด้านคุณภาพ 983v2 สามารถใช้กับวัสดุทุกชนิดที่อาจมีปัญหาประจุไฟฟ้าสถิต
SmartControl Touch เป็นนวัตกรรมล่าสุดจาก Meech ที่ออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมอัตโนมัติสมัยใหม่และการเติบโตของอุตสาหกรรม 4.0 เพื่อให้บรรลุผลผลิตและคุณภาพผลผลิตสูงสุด
SmartControl Touch ช่วยให้ผู้ใช้สามารถตรวจสอบ ควบคุม และปรับประสิทธิภาพของแท่งไอออนไนซ์และเซ็นเซอร์ Hyperion ที่เชื่อมต่อหลายตัวผ่านหน้าจอสัมผัสในตัวหรือจากระยะไกล
Could we help improve your hydrogen fuel cell manufacturing process?
