Ứng dụng sáng tạo của công nghệ làm sạch siêu âm trong chuẩn bị tấm lưỡng cực cho pin nhiên liệu hydro

Trong bối cảnh chuyển đổi năng lượng toàn cầu, năng lượng hydro đã trở thành một hướng quan trọng để biến đổi năng lượng như một dạng năng lượng hiệu quả và sạch sẽ.Tế bào nhiên liệu hydro, như một công nghệ chính cho các ứng dụng năng lượng hydro, đang nhận được sự chú ý ngày càng tăng, với hiệu suất và hiệu quả chi phí của chúng là yếu tố cốt lõi thúc đẩy sự phát triển của ngành năng lượng hydro.

A Tế bào nhiên liệu hydrolà một thiết bị chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện bằng phản ứng hóa học của hydro và oxy trong ngăn xếp pin nhiên liệu, mà không liên quan đến đốt cháy và sản xuất nước dưới dạng sản phẩm phụ. Do đó, pin nhiên liệu có những ưu điểm như phát thải bằng không, hiệu quả cao và tiếng ồn thấp so với các động cơ đốt trong truyền thống.

Các ngăn xếp pin nhiên liệu thường bao gồm nhiều đơn vị pin nhiên liệu được xếp chồng lên nhau để cải thiện công suất tổng thể. Trong ngăn xếp,Các tấm lưỡng cựcVàđiện cực màngđược xen kẽ, được nhúng với các con dấu và kẹp bởi các tấm cuối.

Trong số đó,Tấm lưỡng cựcđóng vai trò là xương sống của pin nhiên liệu, thực hiện nhiều nhiệm vụ như phân phối khí, dẫn điện và nhiệt, hỗ trợ các điện cực màng và loại bỏ các sản phẩm phụ. Chi phí của nó chiếm khoảng 20-40%Ngăn pin nhiên liệu. Tùy thuộc vào vật liệu, các tấm lưỡng cực có thể được phân loại thành ba loại chính: vật liệu kim loại, than chì và composite.

Với sự phát triển liên tục của công nghệ sản xuất,Tấm lưỡng cực kim loạiđang trở thành lựa chọn chính cho các tấm lưỡng cực tế bào nhiên liệu do hiệu suất, độ bền và lợi thế chi phí tuyệt vời của chúng. Quá trình sản xuất cho các tấm lưỡng cực kim loại chủ yếu bao gồm dập, viền, làm sạch, hàn, phủ và đóng gói.

Việc dập và cắt tấm đơn: Các trường dòng chảy, cổng ba buồng và cấu trúc phụ trợ được điều chế trên các cuộn tấm kim loại thông qua việc dập khuôn hình thành. Tàn dư flash và cổng dư thừa được loại bỏ bằng cách cắt khuôn.

Làm sạch tấm đơn:Tấm lưỡng cực kim loạiđược hình thành bằng cách hàn hai tấm đơn, tấm catốt và tấm cực dương. Quá trình hàn đòi hỏi phải xem xét các yếu tố như niêm phong, mạnh mẽ, nhất quán, độ bền và độ phẳng, với các yêu cầu nghiêm ngặt đối với sự sạch sẽ trên bề mặt khu vực hàn. Do đó, làm sạch trước các tấm đơn là một bước cần thiết để cải thiện chất lượng hàn.

Hàn tấm lưỡng cực: Hai tấm đơn được hàn lại với nhau để tạo thành một tấm lưỡng cực bằng cách sử dụng hệ thống hàn laser tốc độ cao, dựa trên phản ứng tổng hợp laser để đạt được kết nối tại khu vực hàn.

Làm sạch tấm lưỡng cực: Các tấm lưỡng cực cần có khả năng chống ăn mòn trong môi trường axit và ẩm của tế bào nhiên liệu, và chúng đòi hỏi khả năng tương thích tốt với các thành phần và vật liệu pin nhiên liệu khác. Do đó, bề mặt của các tấm lưỡng cực trải qua các phương pháp xử lý lớp phủ đa vật liệu và nhiều lớp để đạt được khả năng chống ăn mòn tốt, độ dẫn cao và khả năng tiếp xúc thấp. Làm sạch chính xác các tấm là cần thiết trước quá trình phủ để tránh mọi tác động tiêu cực đến chất lượng và hiệu suất của lớp phủ.

Lớp phủ tấm lưỡng cực: Lớp phủ dẫn điện và chống ăn mòn được điều chế trên bề mặt của các tấm lưỡng cực sử dụng cường độ magnetron trong hệ thống phủ chân không.

Đóng gói tấm lưỡng cực: Các lớp kết dính được áp dụng trước cho bề mặt của các tấm lưỡng cực bằng cách sử dụng thiết bị đóng gói tự động. Các thành phần dấu được đặt và định vị, và các tấm lưỡng cực được kết nối với các thành phần của con dấu bằng cách sử dụng lớp kết dính.

Thử nghiệm và vận chuyển: Độ dẫn của các tấm lưỡng cực được kiểm tra bằng thiết bị kiểm tra điện trở tiếp xúc. Sau khi niêm phong, các thử nghiệm rò rỉ được thực hiện trên buồng hydro, buồng oxy/không khí và buồng làm mát của các tấm lưỡng cực sử dụng thiết bị kiểm tra độ kín khí để đảm bảo trạng thái kín. Kiểm tra trực quan được thực hiện, và báo cáo kiểm tra cuối cùng được tạo ra để chuẩn bị cho vận chuyển.

Tế bào nhiên liệu hydro giữ tiềm năng to lớn và mang lại cơ hội thú vị. Tuy nhiên, có những thách thức đáng kể trên con đường để ứng dụng thực tế, với việc làm sạch tấm lưỡng cực là một nhiệm vụ rất khó khăn.

So với các phương pháp làm sạch truyền thống, công nghệ làm sạch siêu âm mang lại những lợi thế như hiệu quả làm sạch cao, kết quả làm sạch tuyệt vời và làm sạch không phá hủy. Nó sử dụng hiệu ứng xâm thực được tạo ra bởi các sóng siêu âm trong chất lỏng để xâm nhập vào các khoảng trống và lỗ chân lông nhỏ trên bề mặt của các tấm lưỡng cực kim loại, loại bỏ các tạp chất như bụi, dập các hạt, dầu và các chất hữu cơ, cung cấp bề mặt sạch để hàn và tạo ra các quá trình hàn.

Hơn nữa, công nghệ làm sạch siêu âm rất dễ thực hiện để kiểm soát tự động hóa toàn bộ. Cho dù áp dụng cho các ứng dụng quy trình riêng lẻ hoặc được tích hợp vào toàn bộ dây chuyền sản xuất, nó đảm bảo độ sạch và tính nhất quán cao của kết quả làm sạch. Hơn nữa, công nghệ làm sạch siêu âm phù hợp để làm sạch các vật liệu và kích cỡ khác nhau, cho phép nó đáp ứng các yêu cầu làm sạch của các tấm lưỡng cực với các thang sản xuất, vật liệu và kích thước khác nhau, làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng để làm sạch các tấm lưỡng cực kim loại.

Triển vọng phát triển của ngành công nghiệp năng lượng hydro rất rộng và nhiều quốc gia trên toàn thế giới đã công nhận năng lượng hydro và pin nhiên liệu là thành phần quan trọng của chuyển đổi năng lượng, cung cấp hỗ trợ và đầu tư chính sách. Với những tiến bộ công nghệ và giảm chi phí, pin nhiên liệu hydro dự kiến ​​sẽ được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như vận chuyển, hàng không, hàng không vũ trụ, ứng dụng năng lượng sạch công nghiệp và sản xuất điện.

Tóm lại, ứng dụng sáng tạo của công nghệ làm sạch siêu âm trong việc chuẩn bị các tấm lưỡng cực cho pin nhiên liệu hydro mang lại những lợi thế đáng kể về hiệu quả làm sạch, kết quả làm sạch, kiểm soát tự động hóa và khả năng tương thích với các vật liệu và kích thước tấm khác nhau. Bằng cách sử dụng sóng siêu âm và hiệu ứng xâm thực, công nghệ này đảm bảo độ sạch, độ dẫn điện và khả năng chống ăn mòn của các tấm lưỡng cực, rất quan trọng đối với hiệu suất và độ bền của pin nhiên liệu. Với tầm quan trọng ngày càng tăng của công nghệ năng lượng hydro và pin nhiên liệu, việc thực hiện công nghệ làm sạch siêu âm trong quá trình sản xuất các tấm lưỡng cực góp phần vào sự tiến bộ và áp dụng rộng rãi các tế bào nhiên liệu hydro trong các ngành công nghiệp khác nhau.