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科倍隆助力石墨/樹脂基雙極板制造技術(shù)的研發(fā)
  瀏覽次數(shù):19391  發(fā)布時間:2021年11月01日 17:29:38
[導(dǎo)讀] 日前,科倍隆與德國斯圖加特大學(xué)塑料技術(shù)研究所(IKT)、博世和馬修國際/ Saueressig公司合作了一個聯(lián)合項目,致力于持續(xù)開發(fā)質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池,以更有效地為日常移動設(shè)備提供能源。

日前,科倍隆與德國斯圖加特大學(xué)塑料技術(shù)研究所(IKT)、博世和馬修國際/ Saueressig公司合作了一個聯(lián)合項目,致力于持續(xù)開發(fā)質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池,以更有效地為日常移動設(shè)備提供能源。

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這其中,雙極板是燃料電池堆的核心元件,其熱塑性石墨樹脂基材料的實現(xiàn),是這項工作的重點。超高的石墨填充率對工藝技術(shù)提出了挑戰(zhàn),這是前所未見的。作為該項目的合作伙伴,科倍隆正在運(yùn)用其豐富的專業(yè)知識,開發(fā)生產(chǎn)該物料所需的設(shè)備解決方案。

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石墨樹脂混合物制成的雙極板,由于其重量輕,很適合移動設(shè)備使用。它結(jié)合了電導(dǎo)率、導(dǎo)熱率和氣體不滲透性等綜合性能,同時比純石墨板具有顯著更高的機(jī)械性能。此外與金屬合金相比,它們在典型操作溫度下能夠承受更長時間的濕氣和酸性介質(zhì)的環(huán)境。

科倍隆根據(jù)這一任務(wù)為自己設(shè)定目標(biāo):將多年來在喂料受限的塑料改性生產(chǎn)工藝中獲得的所有經(jīng)驗,轉(zhuǎn)移到高含量石墨和低含量樹脂混合物的制備中,為未來的產(chǎn)業(yè)升級奠定基礎(chǔ)。 

“我們主要關(guān)注兩個關(guān)鍵因素: 高比例的石墨——在這個項目中,石墨的填充量遠(yuǎn)高于85%的重量百分比——同時低堆積密度需要特殊的設(shè)備將混合物送入擠出機(jī),并增加擠出機(jī)的產(chǎn)量。因此我們需要設(shè)法將這個困難物料的喂料工藝優(yōu)化整合到加工段中。與此同時,優(yōu)化填料與樹脂的結(jié)合,以避免在配混過程中產(chǎn)生團(tuán)聚和降解。”科倍隆化學(xué)應(yīng)用工藝技術(shù)部負(fù)責(zé)人Markus Fiedler表示。

對于改善喂料這一需求,科倍隆使用了專利的喂料增強(qiáng)技術(shù)(FET),這非常適用于更細(xì)的、未壓實的填料。側(cè)喂料機(jī)的喂料段設(shè)有多孔的透氣板,外部安裝了一個真空裝置,將混合物中的一部分空氣吸出來。物料的堆積密度因此增加,從而提高了側(cè)喂料機(jī)的喂料能力。

科倍隆開發(fā)了一種工藝優(yōu)化的設(shè)備概念來均質(zhì)配混產(chǎn)品。與此同時,我們正在使用數(shù)字化的三維流動仿真模擬技術(shù)(CFD)來虛擬和真實地優(yōu)化樹脂和填料的混合過程。除此之外,科倍隆還開發(fā)了一種在線質(zhì)量監(jiān)測工具,用于檢測工藝和產(chǎn)品的質(zhì)量波動,從而實現(xiàn)復(fù)合材料質(zhì)量的實時調(diào)節(jié)。

Fiedler表示:“所有合作伙伴都將他們各自領(lǐng)域擁有多年經(jīng)驗、全面知識和高技能的精英參與到這個項目中?;谛湃蔚拿芮泻献髋c協(xié)調(diào)為項目的成功完成創(chuàng)造了首要條件。更重要的是,最終,在移動設(shè)備上使用燃料電池的進(jìn)程可以縮短。