Інноваційне застосування ультразвукової технології очищення в підготовці біполярної пластини для водневих паливних елементів

На тлі глобального енергетичного переходу енергія водню стала важливим напрямком для трансформації енергії як ефективної та чистої форми енергії.Водневі паливні елементи, як ключова технологія для застосувань енергії водню, привертає все більшу увагу, їх продуктивність та економічна ефективність є основними факторами, що сприяють розвитку енергетичної галузі водню.

A водневий паливний елемент- це пристрій, який перетворює хімічну енергію в електричну енергію хімічною реакцією водню та кисню всередині стека паливних елементів, не включаючи згоряння та вироблення води як побічного продукту. Тому паливні елементи мають такі переваги, як нульові викиди, висока ефективність та низький шум порівняно з традиційними двигунами внутрішнього згоряння.

Стек паливних елементів зазвичай складається з декількох одиниць паливних елементів, укладених послідовно для поліпшення загальної потужності. Всередині стека,біполярні пластиниімембранні електродипереплетені, вбудовані у печатки та затискаються кінцевими пластинами.

Серед нихбіполярна пластинаСлужить основою паливного елемента, виконуючи кілька завдань, таких як розподіл газу, електрична та теплова провідність, підтримує мембранні електроди та видалення побічних продуктів. Його витрати припадають приблизно на 20-40% відстек паливних елементів. Залежно від матеріалу, біполярні пластини можна класифікувати на три основні типи: металеві, графіті та композитні матеріали.

З постійною розробкою виробничих технологій,металеві біполярні пластинистають основним вибором для біполярних пластин паливних елементів завдяки їх відмінній продуктивності, довговічності та витратах. Процес виробництва металевих біполярних пластини в основному включає штампування, окантовку, очищення, зварювання, покриття та етапи інкапсуляції.

Один штампування та різання: поля потоку, трикамерні порти та допоміжні конструкції готуються на металевих листових котушках через штампування форм, що утворюють. Забезпечення надлишків та залишків портів видаляються за допомогою обрізки форм.

Очищення одноразової тарілки:Металеві біполярні пластиниутворюються шляхом зварювання двох одиничних пластин, катодної пластини та анодної пластини. Процес зварювання вимагає врахування таких факторів, як герметизація, надійність, послідовність, довговічність та площина, з суворими вимогами до чистоти на поверхні зварювальної площі. Тому попереднє очищення одиночних табличок є необхідним кроком для поліпшення якості зварювання.

Зварювання біполярної пластини: Дві одиночні пластини зварені разом, утворюючи біполярну пластину за допомогою високошвидкісної лазерної зварювальної системи, яка покладається на лазерне злиття для досягнення з'єднання в зоні зварювання.

Очищення біполярної пластини: біполярні пластини повинні мати корозійну стійкість у кислому та вологому середовищі паливних елементів, і вони потребують хорошої сумісності з іншими компонентами та матеріалами паливних елементів. Тому поверхня біполярних пластин проходить багатоматеріальне та багатошарове обробки покриття для досягнення хорошої резистентності до корозії, високої провідності та низької контактної стійкості. Точне очищення табличок необхідне перед процесом покриття, щоб уникнути негативного впливу на якість та продуктивність покриття.

Покриття з біполярною пластиною: струмо-стійкі та корозійні покриття готуються на поверхні біполярних пластин, використовуючи розпилення магнетрона у вакуумній системі покриття.

Інкапсуляція біполярної пластини: клейові шари попередньо застосовуються до поверхні біполярних пластин за допомогою автоматизованого обладнання для інкапсуляції. Компоненти ущільнення розміщуються та розміщуються, а біполярні пластини з'єднані з компонентами ущільнювача за допомогою клейового шару.

Тестування та доставка: провідність біполярних пластин тестується за допомогою пристрою тестування контактного опору. Після герметизації випробування на витоки проводяться на водневій камері, кисневій/повітряній камері та камері теплоносія біполярних пластин, що використовують пристрій випробувань герметичності для забезпечення герметичного стану. Візуальні перевірки проводяться, а остаточний звіт про огляд генерується під час підготовки до доставки.

Водневі паливні елементи мають величезний потенціал і приносять захоплюючі можливості. Однак існують значні проблеми на шляху до практичного застосування, при цьому чистка біполярної пластини є дуже складним завданням.

Порівняно з традиційними методами очищення, ультразвукова технологія очищення пропонує такі переваги, як висока ефективність очищення, відмінні результати очищення та неруйнівне очищення. Він використовує кавітаційний ефект, що утворюється ультразвуковими хвилями в рідині, щоб проникнути в крихітні прогалини та пори на поверхні металевих біполярних пластин, ефективно видаючи домішки, такі як пил, штампування частинок, олії та органічні речовини, забезпечуючи чисту поверхню для зварювання та покриття, тим самим посилюючи провідність та корозійну опору Bipolarates.

Крім того, ультразвукова технологія очищення легко реалізувати для управління автоматизацією повного процесу. Незалежно від того, що застосовується до окремих процесів або інтегрованих у всю виробничу лінію, це забезпечує високу чистоту та послідовність результатів очищення. Більше того, ультразвукова технологія очищення підходить для очищення предметів різних матеріалів та розмірів, що дозволяє їй задовольнити вимоги до чищення біполярних пластин з різними виробничими шкалами, матеріалами та розмірами, що робить його ідеальним вибором для очищення металевих біполярних пластин.

Перспективи розвитку енергетичної галузі водневої енергії широкі, і багато країн світу визнали енергію водню та паливних елементів важливими компонентами енергетичного переходу, що забезпечує підтримку та інвестиції в політику. З технологічним прогресом та зниженням витрат, очікується, що водневі паливні елементи будуть широко використовуватися в різних галузях, таких як транспорт, авіація, аерокосмічна, промислова чиста енергетика та виробництво електроенергії.

На закінчення, інноваційне застосування ультразвукової технології очищення при підготовці біполярних пластин для водневих паливних елементів пропонує значні переваги з точки зору ефективності очищення, результатів очищення, контролю автоматизації та сумісності з різними матеріалами та розміром пластини. Використовуючи ультразвукові хвилі та ефект кавітації, ця технологія забезпечує чистоту, провідність та корозійну стійкість біполярних пластин, які мають вирішальне значення для продуктивності та міцності паливних елементів. З зростаючою важливістю технології енергії та паливних елементів, впровадження ультразвукової технології очищення у виробничому процесі біполярних пластин сприяє прогресу та широкому прийняттю водневих паливних елементів у різних галузях.