Inovativna uporaba ultrazvočne tehnologije čiščenja pri pripravah na bipolarne plošče za vodikove gorivne celice

V ozadju globalnega prehoda energije je vodikova energija postala pomembna smer za preoblikovanje energije kot učinkovita in čista oblika energije.Vodikove gorivne celice, kot ključna tehnologija za uporabo vodikove energije je deležna vse večje pozornosti, saj so njihova uspešnost in stroškovno učinkovitost temeljni dejavniki, ki vodijo razvoj industrije vodikove energije.

A Vodikova gorivna celicaje naprava, ki kemično energijo pretvori v električno energijo s kemično reakcijo vodika in kisika v skladu s gorivnimi celicami, ne da bi vključevala zgorevanje in proizvodnjo vode kot stranski produkt. Zato imajo gorivne celice prednosti, kot so ničelne emisije, visoka učinkovitost in majhen hrup v primerjavi s tradicionalnimi motorji z notranjim zgorevanjem.

Skupina gorivnih celic je običajno sestavljena iz več enot gorivnih celic, zloženih v seriji, da se izboljša skupna izhodna moč. Znotraj sklada,bipolarne ploščeinMembranske elektrodeso prepleteni, vgrajeni s tesnili in vpeta s končnimi ploščami.

Med njimi,bipolarna ploščaSluži kot hrbtenica gorivne celice, ki izvaja več nalog, kot so porazdelitev plina, električna in toplotna prevodnost, podporne membranske elektrode in odstranjevanje stranskih proizvodov. Njeni stroški predstavljajo približno 20-40%Skupina gorivnih celic. Glede na material lahko bipolarne plošče razvrstimo v tri glavne vrste: kovinske, grafitne in sestavljene materiale.

Z nenehnim razvojem proizvodne tehnologije,kovinske bipolarne ploščepostajajo glavna izbira za bipolarne plošče z gorivnimi celicami zaradi odličnih zmogljivosti, trajnosti in stroškov. Proces proizvodnje kovinskih bipolarnih plošč v glavnem vključuje korake žigosanja, roba, čiščenja, varjenja, prevleke in enkapsulacije.

Eno ploščo za žigosanje in rezanje: pretočna polja, trikomorska vrata in pomožne konstrukcije so pripravljeni na kovinskih pločevinkah z žigosanjem kalupov. Odvečne ostanke bliskavice in vrat se odstranijo z obrezovalnimi kalupi.

Čiščenje posameznih plošč:Kovinske bipolarne ploščetvorita z varjenjem dveh enojnih plošč, katodne plošče in anodne plošče. Postopek varjenja zahteva upoštevanje dejavnikov, kot so tesnjenje, robustnost, konsistentnost, trajnost in ravna, s strogimi zahtevami za čistočo na površini varilnega območja. Zato je pred čiščenje posameznih plošč nujen korak za izboljšanje kakovosti varjenja.

Bipolarno varjenje plošč: Dve posamezni plošči sta varjena skupaj, da tvorita bipolarno ploščo s pomočjo laserskega varilnega sistema za visoke hitrosti, ki se opira na lasersko fuzijo, da doseže povezavo na območju varjenja.

Čiščenje bipolarnih plošč: Bipolarne plošče morajo imeti korozijsko odpornost v kislem in vlažnem okolju gorivnih celic in potrebujejo dobro združljivost z drugimi sestavnimi deli in materiali gorivnih celic. Zato je površina bipolarnih plošč podvržena več materialnemu in večplastnemu obdelavi premaza, da bi dosegla dobro korozijsko odpornost, visoko prevodnost in nizko kontaktno odpornost. Natančno čiščenje plošč je potrebno pred postopkom prevleke, da se izognete kakršnemu koli negativnemu vplivu na kakovost in zmogljivost prevleke.

Bipolarna ploščata prevleka: Prevodni in korozijski odporni premazi se pripravijo na površini bipolarnih plošč z uporabo magnetronskega brizganja v vakuumskem premazu.

Ekapsulacija bipolarnih plošč: Lepilne plasti se predhodno uporabijo na površino bipolarnih plošč z uporabo avtomatizirane opreme za inkapsulacijo. Komponente tesnila so nameščene in nameščene, bipolarne plošče pa so povezane s komponentami tesnila s pomočjo lepilne plasti.

Testiranje in pošiljanje: Prevodnost bipolarnih plošč se testira z napravo za testiranje kontaktne odpornosti. Po tesnjenju se na vodikove komore, kisika/zračne komore in hladilne tekočine bipolarne plošče izvajajo preskusi puščanja z uporabo naprave za testiranje v zraku, da se zagotovi neprepustno stanje. Izvedeni so vizualni inšpekcijski pregledi, končno poročilo o pregledu pa se ustvari pri pripravi na odpremo.

Vodikove gorivne celice imajo ogromen potencial in prinašajo vznemirljive priložnosti. Vendar pa obstajajo pomembni izzivi na poti do praktične uporabe, pri čemer je čiščenje bipolarnih plošč zelo zahtevna naloga.

V primerjavi s tradicionalnimi metodami čiščenja ultrazvočna tehnologija čiščenja ponuja prednosti, kot so visoka učinkovitost čiščenja, odlični rezultati čiščenja in nedestruktivno čiščenje. Uporablja kavitacijski učinek, ki nastane z ultrazvočnimi valovi v tekočini, da se prodre v drobne vrzeli in pore na površini kovinskih bipolarnih plošč, kar učinkovito odstrani nečistoče, kot so prah, delci, ki so žigosali, olje in organske snovi, ki zagotavljajo čisto površino za varjenje in obloge.

Poleg tega je ultrazvočno tehnologijo čiščenja enostavno izvesti za nadzor avtomatizacije popolnega procesa. Ne glede na to, ali se uporablja za posamezne procesne aplikacije ali integrirano v celotno proizvodno linijo, zagotavlja visoko čistočo in doslednost rezultatov čiščenja. Poleg tega je ultrazvočna tehnologija čiščenja primerna za čiščenje predmetov različnih materialov in velikosti, kar mu omogoča, da izpolnjuje potrebe čiščenja bipolarnih plošč z različnimi proizvodnimi lestvicami, materiali in velikosti, zaradi česar je idealna izbira za čiščenje kovinskih bipolarnih plošč.

Razvojne možnosti industrije vodikove energetske industrije so široke, številne države po vsem svetu pa so prepoznale vodikovo energijo in gorivne celice kot pomembne sestavine energijskega prehoda, ki zagotavljajo politično podporo in naložbe. S tehnološkim napredkom in zmanjšanjem stroškov se pričakuje, da se vodikove gorivne celice pogosto uporabljajo na različnih področjih, kot so prevoz, letalstvo, vesoljsko vesolje, industrijska uporaba čiste energije in proizvodnja električne energije.

Za zaključek inovativna uporaba ultrazvočne tehnologije čiščenja pri pripravi bipolarnih plošč za vodikove gorivne celice ponuja pomembne prednosti v smislu čiščenja, rezultatov čiščenja, nadzora avtomatizacije in združljivosti z različnimi materiali in velikosti plošč. Z uporabo ultrazvočnih valov in kavitacijskega učinka ta tehnologija zagotavlja čistočo, prevodnost in korozijsko odpornost bipolarnih plošč, ki so ključnega pomena za delovanje in trajnost gorivnih celic. Z naraščajočim pomenom tehnologije vodikove energije in gorivnih celic uporaba ultrazvočne tehnologije čiščenja v proizvodnem procesu bipolarnih plošč prispeva k napredovanju in širokem sprejemanju vodikovih gorivnih celic v različnih panogah.