Innovatieve toepassing van ultrasone reinigingstechnologie in bipolaire plaatvoorbereiding voor waterstofbrandstofcellen

Tegen de achtergrond van de wereldwijde energietransitie is waterstofergie een belangrijke richting geworden voor energietransformatie als een efficiënte en schone vorm van energie.Waterstofbrandstofcellen, als een belangrijke technologie voor waterstofergetoepassingen, krijgen steeds meer aandacht, waarbij hun prestaties en kosteneffectiviteit de kernfactoren zijn die de ontwikkeling van de waterstofergie-industrie stimuleren.

A waterstofbrandstofcelis een apparaat dat chemische energie omzet in elektrische energie door de chemische reactie van waterstof en zuurstof in de brandstofcelstapel, zonder water te verbranden en water te produceren als bijproduct. Daarom hebben brandstofcellen voordelen zoals nulemissies, hoge efficiëntie en lage ruis in vergelijking met traditionele interne verbrandingsmotoren.

De brandstofcelstapel bestaat meestal uit meerdere brandstofceleenheden die in serie zijn gestapeld om het totale vermogen te verbeteren. Binnen de stapel, debipolaire platenEnmembraanelektrodenzijn verweven, ingebed met afdichtingen en geklemd door eindplaten.

Onder hen, debipolaire plaatDient als de ruggengraat van de brandstofcel en voert meerdere taken uit zoals gasverdeling, elektrische en thermische geleiding, ondersteunende membraanelektroden en het verwijderen van bijproducten. De kosten zijn goed voor ongeveer 20-40% van debrandstofcelstapel. Afhankelijk van het materiaal kunnen bipolaire platen worden onderverdeeld in drie belangrijke typen: metaal-, grafiet- en composietmaterialen.

Met de voortdurende ontwikkeling van productietechnologie,metalen bipolaire platenworden de reguliere keuze voor bipolaire platen voor brandstofcellen vanwege hun uitstekende prestaties, duurzaamheid en kostenvoordelen. Het productieproces voor metalen bipolaire platen omvat hoofdzakelijk stempelen, randen, reinigen, lassen, coating en inkapselingsstappen.

Stempelingen en snijden met één plaat: stroomvelden, poorten met drie kamers en hulpstructuren worden bereid op metalen plaatspoelen door stampvormingvormende mallen. Overtollige flits- en poortresten worden verwijderd door mallen bij te snijden.

Enkele plaatreiniging:Metalen bipolaire platenworden gevormd door twee enkele platen, de kathodeplaat en de anodeplaat te lassen. Het lasproces vereist overweging van factoren zoals afdichting, robuustheid, consistentie, duurzaamheid en vlakheid, met strikte vereisten voor netheid op het lasgebiedoppervlak. Daarom is het vooraf opruimen van enkele platen een noodzakelijke stap om de laskwaliteit te verbeteren.

Bipolaire plaatlassen: twee enkele platen worden aan elkaar gelast om een ​​bipolaire plaat te vormen met behulp van een high-speed laserlasysteem, dat afhankelijk is van laserfusie om de verbinding in het lasgebied te bereiken.

Bipolaire plaatreiniging: bipolaire platen moeten corrosieweerstand hebben in de zure en vochtige omgeving van brandstofcellen, en ze vereisen een goede compatibiliteit met andere brandstofcelcomponenten en materialen. Daarom ondergaat het oppervlak van bipolaire platen multi-materiële en meerlagige coatingbehandelingen om goede corrosieweerstand, hoge geleidbaarheid en lage contactweerstand te bereiken. Nauwkeurige reiniging van de platen is noodzakelijk vóór het coatingproces om een ​​negatieve invloed op de kwaliteit en prestaties van de coating te voorkomen.

Bipolaire plaatcoating: geleidende en corrosiebestendige coatings worden bereid op het oppervlak van bipolaire platen met behulp van magnetron sputtering in een vacuümcoatsysteem.

Bipolaire plaatinvallen: lijmlagen worden vooraf aangebracht op het oppervlak van de bipolaire platen met behulp van geautomatiseerde inkapselingsapparatuur. Afdichtingscomponenten worden geplaatst en geplaatst en de bipolaire platen zijn verbonden met de afdichtingscomponenten met behulp van de lijmlaag.

Testen en verzending: de geleidbaarheid van de bipolaire platen wordt getest met behulp van een contactbestendigheidstestapparaat. Na afdichting worden lektests uitgevoerd op de waterstofkamer, zuurstof/luchtkamer en koelvloeistofkamer van de bipolaire platen met behulp van een luchtdichtheidstestapparaat om de luchtdichte toestand te waarborgen. Visuele inspecties worden uitgevoerd en het uiteindelijke inspectierapport wordt gegenereerd ter voorbereiding op de verzending.

Waterstofbrandstofcellen hebben een enorm potentieel en bieden opwindende kansen. Er zijn echter belangrijke uitdagingen op het pad naar praktische toepassing, waarbij bipolaire plaatreiniging een zeer uitdagende taak is.

In vergelijking met traditionele reinigingsmethoden biedt ultrasone reinigingstechnologie voordelen zoals hoge reinigingsefficiëntie, uitstekende reinigingsresultaten en niet-destructieve reiniging. Het maakt gebruik van het cavitatie -effect dat wordt gegenereerd door ultrasone golven in de vloeistof om in de kleine openingen en poriën op het oppervlak van metalen bipolaire platen door te dringen, waardoor onzuiverheden zoals stof, deeltjes, olie en organische stoffen, effectief worden verwijderd, waardoor de geleidbaarheid en de corrosiebestendigheid van de bipolaire platen worden verbeterd.

Bovendien is ultrasone reinigingstechnologie eenvoudig te implementeren voor volledige automatiseringscontrole. Of het nu wordt toegepast op individuele procestoepassingen of geïntegreerd in de gehele productielijn, het zorgt voor een hoge netheid en consistentie van de reinigingsresultaten. Bovendien is ultrasone reinigingstechnologie geschikt voor het reinigen van objecten van verschillende materialen en maten, waardoor het kan voldoen aan de reinigingsvereisten van bipolaire platen met verschillende productieschalen, materialen en maten, waardoor het een ideale keuze is voor het reinigen van metalen bipolaire platen.

De ontwikkelingsperspectieven van de industrie van waterstofenergie zijn breed en veel landen wereldwijd hebben waterstofergie en brandstofcellen erkend als belangrijke componenten van energietransitie, die beleidsondersteuning en investeringen bieden. Met technologische vooruitgang en kostenreducties wordt verwacht dat waterstofbrandstofcellen op grote schaal worden gebruikt op verschillende gebieden zoals transport, luchtvaart, ruimtevaart, industriële schone energie -toepassingen en stroomopwekking.

Concluderend biedt de innovatieve toepassing van ultrasone reinigingstechnologie bij het bereiden van bipolaire platen voor waterstofbrandstofcellen aanzienlijke voordelen in termen van reinigingsefficiëntie, reinigingsresultaten, automatiseringscontrole en compatibiliteit met verschillende plaatmaterialen en -groottes. Door ultrasone golven en het cavitatie -effect te gebruiken, zorgt deze technologie voor de netheid, geleidbaarheid en corrosieweerstand van de bipolaire platen, die cruciaal zijn voor de prestaties en duurzaamheid van brandstofcellen. Met het groeiende belang van waterstofergie en brandstofceltechnologie draagt ​​de implementatie van ultrasone reinigingstechnologie in het productieproces van bipolaire platen bij aan de vooruitgang en de wijdverbreide acceptatie van waterstofbrandstofcellen in verschillende industrieën.