Χημική χάραξη για μεταλλικές διπολικές πλάκες: Εφαρμογές, Πλεονεκτήματα, Υλικά & Διαδικασίες

Εισαγωγή

Οι μεταλλικές διπολικές πλάκες αποτελούν βασικά συστατικά των κυψελών καυσίμου με μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων (PEM), των ηλεκτρολυτών νερού PEM και των μπαταριών ροής βαναδίου οξειδωτικού οξειδίου.συλλέγει και πραγματοποιεί ηλεκτρικό ρεύμαΚαθώς η αγορά καθαρής ενέργειας επιταχύνεται, οι κατασκευαστές στρέφονται σε τεχνολογίες παραγωγής υψηλής ακρίβειας που μπορούν να μετατρέψουν λεπτά φύλλα μετάλλου σε αξιόπιστα,μακροχρόνια πλάκες σε ανταγωνιστικό κόστος.

Όπου Χρησιμοποιούνται Μεταλλικές Δυπολικές Πλάκες

Χάρη στην υψηλή μηχανική τους αντοχή, την εξαιρετική ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα και την καταλληλότητα για σχέδια λεπτών τοιχωμάτων,Οι μεταλλικές διπολικές πλάκες υιοθετούνται ευρέως σε ταχέως αναπτυσσόμενα πεδία εφαρμογής:

• Οι κυψέλες καυσίμου PEM χρησιμοποιούνται σε οχήματα κυψελών καυσίμου, λεωφορεία, φορτηγά, ανελκυστήρες και στατικά συστήματα συνδυασμένης θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας (CHP).
• Οι ηλεκτρολύτες νερού PEM είναι βασικό συστατικό των εξοπλισμών παραγωγής πράσινου υδρογόνου.
• Βαναδιακές μπαταρίες ροής οξειδωτικής ανανέωσης (VRFB) ̇ μεγάλα δίκτυα και συστήματα αποθήκευσης ανανεώσιμης ενέργειας.
• Άμεσες κυψέλες καυσίμου με μεθανόλη και άλλες ηλεκτροχημικές συσκευές

Τάσεις Ανάπτυξης

Καθώς η ενέργεια υδρογόνου εισέρχεται σε μεγάλης κλίμακας εμπορική χρήση, οι διπολικές πλάκες τείνουν προς ελαφρύτερο βάρος, λεπτότερα προφίλ (0,075·0,1 mm), υψηλότερη ακρίβεια πεδίου ροής και χαμηλότερο κόστος μονάδας.Οι σχεδιαστές προτιμούν όλο και περισσότερο τις μεταλλικές πλάκες από τις πιο παχύτερες εναλλακτικές λύσεις για το γραφίτη, γεγονός που καθιστά την επιλογή της διαδικασίας παραγωγής καθοριστικό παράγοντα για την απόδοση και την οικονομική απόδοση.

Γιατί η Χημική Έτσα είναι η προτιμώμενη διαδικασία

Chemical etching (also called photochemical etching or photochemical machining) produces the flow-field channels and contours of metal bipolar plates by selective metal removal through a photo-resist maskΠαρέχει σαφή πλεονεκτήματα έναντι της τυποποίησης, της μηχανικής επεξεργασίας και της κοπής με λέιζερ:

• Απεριόριστη ελευθερία σχεδιασμού ∙ σύνθετα μοτίβα πεδίου ροής με σέρπεντινα, διαψηφισμένα ή βιομιμητικά μοτίβα χαραγμένα χωρίς πετρώματα ή εργαλεία· οι αλλαγές σχεδιασμού δεν κοστίζουν τίποτα επιπλέον και η δημιουργία πρωτοτύπων διαρκεί μόνο ημέρες.
• Χωρίς τρύπες και χωρίς στρες ∙ δεν εφαρμόζεται καμία μηχανική δύναμη, έτσι ώστε οι πλάκες να παραμένουν απόλυτα επίπεδες χωρίς τρύπες, μικροσκέπασματα ή σκληρύνσεις εργασίας, προστατεύοντας την ευαίσθητη μεμβράνη από τρύπες.
• Υψηλή ακρίβεια και ομοιομορφία ∙ τα κανάλια ροής αναπαράγονται με στενές, σταθερές ανοχές σε κάθε πλάκα της παρτίδας,η οποία είναι απαραίτητη για την ομοιόμορφη κατανομή του αερίου και τη σταθερή απόδοση της κυψέλης.
• Ιδανικό για λεπτές ύλες: τα εξαιρετικά λεπτά φύλλα από 0,05 mm μπορούν να επεξεργαστούν χωρίς παραμόρφωση, υποστηρίζοντας άμεσα την τάση ελαφρύτητας στον σχεδιασμό στοιβάδων κυψελών καυσίμου.
• Οικονομικές δυνατότητες κλιμακώσεως: τα χαμηλού κόστους πρωτότυπα μεταβαίνουν ομαλά στην παραγωγή μεγάλου όγκου, χωρίς δαπανηρά τυποποιητικά και με ελάχιστο χρόνο παραγωγής.
• Καθαρή ποιότητα της άκρης ∙ χωρίς θερμική ζώνη (HAZ), χωρίς επανεγκατάσταση στρώματος και χωρίς σπασμούς στην άκρη, μειώνοντας τις εργασίες μεταποίησης.

Μεταλλικά και υλικά που μπορούν να χαραχθούν

Η χημική χαρακτική υποστηρίζει ένα ευρύ φάσμα μετάλλων που χρησιμοποιούνται συνήθως για διπολικές πλάκες και συναφή εξαρτήματα:

Δυνατότητα πάχους και μεγέθους

Η χημική χαρακτική συνήθως εφαρμόζεται σε φύλλα μετάλλου με πάχος από 0,05 mm έως 1,5 mm, με χαραγμένα βάθη καναλιού ροής συνήθως μεταξύ 0,1 mm και 0,6 mm και πλάτους καναλιού από 0.2 mm προς τα πάνωΤα τυποποιημένα πλαίσια παραγωγής υποστηρίζουν μεγέθη εξαρτημάτων μέχρι περίπου 600 mm × 600 mm, με μεγαλύτερες μορφές διαθέσιμες σε ειδικό εξοπλισμό.οι διαμετρικές ανοχές μπορούν να διατηρούνται εντός ±00,015 mm, παρέχοντας την επαναληψιμότητα που απαιτεί η συναρμολόγηση της στοίβας κυψελών καυσίμου.

Υποστήριξη βοηθητικών διαδικασιών

Για την παραγωγή τελικών διπολικών πλάκων έτοιμων για στοιβάτωση, η χαρακτική συνδυάζεται με ένα πλήρες φάσμα συμπληρωματικών διεργασιών:

• Τρίψιμο με ακρίβεια Τρίψιμο με λέιζερ ή με ηλεκτρονική μηχανή ηλεκτρονικού νήματος για τελικά εξωτερικά περιγράμματα, συλλογές και περίπλοκες διακοπές με στενές ανοχές.
• Τυπώματα και σχηματισμοί
• Επιχρισμός και επικάλυψη ∙ επιχρισμοί με βάση τον χρυσό, την πλατίνα ή τον άνθρακα που μειώνουν την αντοχή στην επαφή με την επιφάνεια και βελτιώνουν περαιτέρω την αντοχή στη διάβρωση, καθώς και παθητικοποίηση και καθαρισμό επιφάνειας.
• Άλλα βήματα προστιθέμενης αξίας: συγκόλληση με λέιζερ ζευγών πλάκες, δοκιμή διαρροής, επιθεώρηση επίπεδων διαστάσεων, μέτρηση διαστάσεων CMM και επαλήθευση προφίλ επιφάνειας.

Συμπεράσματα

Η χημική χαρακτική συνδυάζει την ευελιξία σχεδιασμού, την ακρίβεια, την ποιότητα χωρίς σπασμούς και την οικονομικά αποδοτική κλιμακωτότητα, καθιστώντας την μία από τις πιο ανταγωνιστικές οδούς παραγωγής για μεταλλικές διπολικές πλάκες.Εάν αναπτύσσετε κυψέλες καυσίμου ή ηλεκτρολύτες και χρειάζεστε υψηλής ακρίβειας χαραγμένες μεταλλικές διπολικές πλάκες, επικοινωνήστε μαζί μας για να συζητήσετε τις απαιτήσεις υλικού, πάχους, μεγέθους και όγκου.