Innovativ anvendelse af ultralydsrengøringsteknologi i bipolar pladeforberedelse til brintbrændselsceller

På baggrund af global energiovergang er brintenergi blevet en vigtig retning for energitransformation som en effektiv og ren energiformer.Hydrogenbrændselsceller, som en nøgleteknologi til brintenergi-applikationer, modtager stigende opmærksomhed, hvor deres ydeevne og omkostningseffektivitet er de kernefaktorer, der driver udviklingen af ​​brintenergiindustrien.

A Brintbrændselscelleer en enhed, der omdanner kemisk energi til elektrisk energi ved den kemiske reaktion af brint og ilt inden for brændselscellestakken, uden at involvere forbrænding og producere vand som biprodukt. Derfor har brændselsceller fordele såsom nulemissioner, høj effektivitet og lav støj sammenlignet med traditionelle forbrændingsmotorer.

Brændselscellestakken består typisk af flere brændselscelleenheder, der er stablet i serie for at forbedre den samlede effekt. Inden i stakken,Bipolære pladerogMembranelektroderer sammenflettet, indlejret med sæler og fastgjort af slutplader.

Blandt dembipolar pladeTjener som rygraden i brændselscellen, udfører flere opgaver såsom gasfordeling, elektrisk og termisk ledning, understøtter membranelektroder og fjerner biprodukter. Dens omkostninger tegner sig for cirka 20-40% afBrændstofcellestak. Afhængigt af materialet kan bipolære plader kategoriseres i tre hovedtyper: metal, grafit og sammensatte materialer.

Med den kontinuerlige udvikling af fremstillingsteknologi,Metal bipolære pladerbliver det almindelige valg for brændselscelle -bipolære plader på grund af deres fremragende ydelse, holdbarhed og omkostningsfordele. Produktionsprocessen for metalbipolære plader inkluderer hovedsageligt stempling, kantning, rengøring, svejsning, belægning og indkapslingstrin.

Stemplet og skæring af enkelt plade: Flowfelter, tre-kammerporte og hjælpestrukturer tilberedes på metalplade-spoler gennem stemplingsformende forme. Overskydende flash- og portrester fjernes ved at beskære forme.

Rengøring af enkelt plade:Metal bipolære pladerdannes ved svejsning af to enkeltplader, katodepladen og anodepladen. Svejseprocessen kræver overvejelse af faktorer såsom tætning, robusthed, konsistens, holdbarhed og fladhed med strenge krav til renlighed på svejseområdet overflade. Derfor er forrensning af enkeltplader et nødvendigt skridt for at forbedre svejsekvaliteten.

Bipolær pladesvejsning: To enkeltplader svejses sammen for at danne en bipolær plade ved hjælp af et højhastigheds lasersvejsningssystem, der er afhængig af laserfusion for at opnå forbindelsen ved svejseområdet.

Bipolar pladrensning: Bipolære plader skal have korrosionsbestandighed i det sure og fugtige miljø i brændselsceller, og de kræver god kompatibilitet med andre brændselscellekomponenter og materialer. Derfor gennemgår overfladen af ​​bipolære plader multi-materialemateriale og flerlagsbelægningsbehandlinger for at opnå god korrosionsbestandighed, høj ledningsevne og lav kontaktbestandighed. Præcis rengøring af pladerne er nødvendig inden belægningsprocessen for at undgå nogen negativ indvirkning på belægningskvaliteten og ydelsen.

Bipolær pladebelægning: ledende og korrosionsbestandige belægninger fremstilles på overfladen af ​​bipolære plader ved hjælp af magnetron-sputtering i et vakuumbelægningssystem.

Bipolær pladeindkapsling: Klæbende lag er påført på overfladen af ​​de bipolære plader ved hjælp af automatiseret indkapslingsudstyr. Forseglingskomponenter er placeret og placeret, og de bipolære plader er forbundet til tætningskomponenterne ved hjælp af klæbemidlet.

Testning og forsendelse: Konduktiviteten af ​​de bipolære plader testes ved hjælp af en kontaktbestandighedstestenhed. Efter tætning udføres lækageforsøg på brintkammeret, ilt/luftkammer og kølevæskekammer i de bipolære plader ved hjælp af en lufttæthedstestningsindretning for at sikre lufttæt tilstand. Visuelle inspektioner udføres, og den endelige inspektionsrapport genereres som forberedelse til forsendelse.

Hydrogenbrændselsceller har enormt potentiale og bringer spændende muligheder. Der er dog betydelige udfordringer på vejen til praktisk anvendelse, hvor bipolar pladens rengøring er en meget udfordrende opgave.

Sammenlignet med traditionelle rengøringsmetoder giver ultralydsrengøringsteknologi fordele såsom høj rengøringseffektivitet, fremragende rengøringsresultater og ikke-destruktiv rengøring. Den anvender kavitationseffekten genereret af ultralydsbølger i væsken til at trænge ind i de små huller og porer på overfladen af ​​metalbipolære plader, hvilket effektivt fjerner urenheder, såsom støv, stempling af partikler, olie og organiske stoffer, hvilket giver en ren overflade til svejse- og belægningsprocesser, hvilket øger ledningsevnen og korrosionsmodstanden i de bipolære plader.

Endvidere er ultralydsrengøringsteknologi let at implementere til fuld-process automatiseringskontrol. Uanset om det anvendes til individuelle procesapplikationer eller integreret i hele produktionslinjen, sikrer det høj renlighed og konsistens af rengøringsresultaterne. Derudover er ultralydsrengøringsteknologi velegnet til rengøring af genstande af forskellige materialer og størrelser, hvilket gør det muligt for det at imødekomme rengøringskravene i bipolære plader med forskellige produktionsskalaer, materialer og størrelser, hvilket gør det til et ideelt valg til rengøring af bipolære metalplader.

Udviklingsudsigterne for brintenergiindustrien er brede, og mange lande over hele verden har anerkendt brintenergi og brændselsceller som vigtige komponenter i energiovergangen, der yder politisk støtte og investeringer. Med teknologiske fremskridt og omkostningsreduktioner forventes hydrogenbrændselsceller at blive vidt brugt på forskellige områder såsom transport, luftfart, rumfart, industrielle rene energiapplikationer og kraftproduktion.

Afslutningsvis giver den innovative anvendelse af ultralydsrengøringsteknologi til fremstilling af bipolære plader til brintbrændselsceller betydelige fordele med hensyn til rengøringseffektivitet, rengøringsresultater, automatiseringskontrol og kompatibilitet med forskellige pladematerialer og størrelser. Ved at anvende ultralydsbølger og kavitationseffekten sikrer denne teknologi renlighed, ledningsevne og korrosionsmodstand af de bipolære plader, som er afgørende for ydelsen og holdbarheden af ​​brændselsceller. Med den voksende betydning af brintenergi og brændselscelleteknologi bidrager implementeringen af ​​ultralydsrengøringsteknologi i fremstillingsprocessen for bipolære plader til fremme og udbredt vedtagelse af brintbrændselsceller i forskellige industrier.