پرس تسمه‌ای فولادی دوگانه ایزواستاتیک مینگکه: پیشگامی در دستیابی به موفقیت جدید در فناوری پخت کاغذ کربنی برای GDL پیل سوختی هیدروژنی

در پس‌زمینه‌ی گذار انرژی جهانیِ شتاب‌گیرنده، پیل‌های سوختی هیدروژنی، به عنوان یک حامل مهم انرژی پاک، فرصت‌های توسعه‌ی بی‌سابقه‌ای را به ارمغان می‌آورند. مجموعه الکترود غشایی (MEA)، به عنوان جزء اصلی پیل سوختی، مستقیماً بر کارایی و طول عمر کل سیستم پیل تأثیر می‌گذارد. در این میان، فرآیند آماده‌سازی لایه انتشار گاز (GDL) کاغذ کربنی، به ویژه فرآیند پخت و قالب‌گیری، مستقیماً ساختار تخلخل، رسانایی و استحکام مکانیکی GDL را تعیین می‌کند.

چهار مشکل اصلی و راه‌حل‌ها در تولید کاغذ کربن GDL

برای تولیدکنندگان کاغذ کربن GDL برای پیل‌های سوختی هیدروژنی، کلید موفقیت در بازار در این است که آیا می‌توانند کاغذ کربن با کارایی بالا و با قوام عالی را به روشی پایدار، کارآمد و مقرون به صرفه تولید کنند یا خیر. تجهیزات تولید سنتی (مانند پرس‌های تخت و پرس‌های رول) موانع متعددی را در مسیر تولید در مقیاس بزرگ ایجاد می‌کنند.

نقطه ضعف ۱: ثبات ضعیف محصول، نرخ بازده پایین و دشواری در تحویل انبوه

معضل سنتی: پرس‌های تخت سنتی تحت تأثیر دقت پردازش صفحات پرس گرم و تغییر شکل حرارتی صفحات پس از گرم شدن قرار می‌گیرند و در نتیجه انحراف زیادی در یکنواختی ضخامت کاغذ کاربن پخته شده ایجاد می‌شود. علاوه بر این، روش پرس متناوب فقط امکان تولید ورق‌هایی با ابعاد خاص را فراهم می‌کند و ارائه رول‌هایی با اندازه‌های مختلف به مشتریان را غیرممکن می‌سازد. پرس رول سنتی فشار را از طریق تماس خطی اعمال می‌کند، به طوری که فشار از مرکز غلتک‌ها به سمت انتها کاهش می‌یابد و باعث می‌شود کاغذ کاربن در وسط سفت و در لبه‌ها شل باشد. این امر مستقیماً منجر به ضخامت ناهموار و توزیع منافذ ناهماهنگ می‌شود. حتی در همان دسته یا حتی همان ورق کاغذ کاربن، عملکرد می‌تواند نوسان داشته باشد و بازده در درازمدت حدود 85٪ باشد که ریسک بالایی را برای تحویل سفارش در مقیاس بزرگ ایجاد می‌کند.

راهکار فشار ایزواستاتیک مینگکه: فناوری ایزواستاتیک بر اساس قانون مکانیک سیالات پاسکال، فشار یکنواخت «تماس سطحی» واقعی را محقق می‌کند. مشابه فشار هیدرواستاتیک در اعماق دریا، این فشار از همه جهات به طور یکنواخت بر هر نقطه از کاغذ کاربن اعمال می‌شود.

نتایجاثر:

- ثبات ضخامت:تثبیت تلرانس ضخامت از ده‌ها میکرون تا ...±3μm.

- یکنواختی منافذ: تخلخل را می‌توان به طور مداوم در استاندارد بالای 70% ±2% حفظ کرد.

- بهبود بازده: نرخ بازده از ۸۵٪ به بیش از ۹۹٪ افزایش یافته است که امکان تحویل پایدار، در مقیاس بزرگ و با کیفیت بالا را فراهم می‌کند.

نقطه ضعف ۲: راندمان پایین تولید، گلوگاه‌های برجسته ظرفیت و هزینه‌های بالا

معضل سنتی: اکثر فرآیندهای لمینت با کیفیت بالا «مبتنی بر دسته» هستند، مانند فر خانگی که هر بار یک دسته را می‌پزد. سرعت تولید کند است، تجهیزات مرتباً روشن و خاموش می‌شوند، مصرف انرژی بالا است، وابستگی به نیروی کار زیاد است و سقف ظرفیت به راحتی قابل دستیابی است.

راه حل ایزواستاتیک مینگکه: پرس ایزواستاتیک دو تسمه‌ای اساساً به عنوان یک «تونل با دمای بالا و فشار بالا» که به طور مداوم کار می‌کند، طراحی شده است. زیرلایه از یک انتها وارد می‌شود، فرآیند کامل فشرده‌سازی، پخت و خنک‌سازی را طی می‌کند و به طور مداوم از انتهای دیگر خارج می‌شود.

اثرات محلول:

- جهش تولید: تولید مداوم 24 ساعته را با سرعت 0.5 تا 2.5 متر در دقیقه و خروجی سالانه تا 1 میلیون متر مربع در هر خط تولید امکان‌پذیر می‌کند و راندمان را بیش از پنج برابر افزایش می‌دهد.

- هزینهرقیق‌سازیاثر مقیاس تولید پیوسته، استهلاک، هزینه‌های انرژی و نیروی کار را به ازای هر متر مربع به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.اندازه‌گیری‌ها دارندنشان دادنnکه هزینه‌های کلی تولید می‌تواند تا 30 درصد کاهش یابد.

- صرفه‌جویی در نیروی کار: سطح بالای اتوماسیون امکان کاهش ۶۷ درصدی تعداد اپراتورها در هر شیفت را فراهم می‌کند.

نقطه ضعف ۳: پنجره فرآیند محدود، هزینه‌های بالای اشکال‌زدایی مبتنی بر آزمون و خطا، و نوآوری محدود

معضل سنتی: عملکرد کاغذ کاربن GDL به شدت به منحنی‌های دما و فشار حساس است. تجهیزات سنتی نمی‌توانند دما را دقیقاً کنترل کنند و یک منحنی فشار واحد دارند، که تکرار دقیق فرآیند بهینه آزمایشگاه را دشوار می‌کند. آیا می‌خواهید فرمول یا ساختار جدیدی را امتحان کنید؟ چرخه اشکال‌زدایی طولانی است، میزان نقص بالا است و هزینه آزمون و خطا دلهره‌آور است.

راهکار فشار استاتیک Mingke: یک پلتفرم فرآیندی بسیار انعطاف‌پذیر و با قابلیت کنترل دقیق ارائه می‌دهد.

اثرات محلول:

- کنترل دقیق دما: کنترل دمای مستقل چند ناحیه‌ای با دقت تا ±0.5℃، که پخت کامل رزین را تضمین می‌کند.

- فشار قابل تنظیم: فشار را می‌توان به طور دقیق تنظیم و در محدوده 0 تا 12 بار برای یکنواختی نهایی حفظ کرد.

- فرآیندرزرو: پس از یافتن پارامترهای بهینه، می‌توان آنها را با یک کلیک در سیستم "قفل" کرد و به این ترتیب به تکرارپذیری ۱۰۰٪ فرآیند دست یافت و عملکرد پایدار محصول را تضمین کرد.

- توانمندسازی تحقیق و توسعه: نانجینگ مینگکه در حال حاضر دو شرکت دارددو برابر- دستگاه‌های تست پرس ایزواستاتیک تسمه، یک پلتفرم تست قابل اعتماد در سطح تولید برای تحقیق و توسعه مواد جدید و ساختارهای جدید فراهم می‌کنند و موانع و خطرات نوآوری را تا حد زیادی کاهش می‌دهند. در عین حال، برای استارت‌آپ‌هایی که سرمایه اولیه محدود و مشکل در خرید تجهیزات دارند، می‌توان خدمات تولید قراردادی دسته کوچک از یک هفته تا یک ماه را ارائه داد تا قابلیت‌های تحویل محصول کاغذ کاربن را بهبود بخشد، به کسب‌وکارها کمک کند تا تولید آزمایشی اولیه را انجام دهند، سرمایه‌گذاری‌های کلان تجهیزات اولیه را کاهش دهند وکاهش دادنخطرات.

نقطه درد ۴:باقی مانده سرریز چسب پخت رزین فنولیک، از دست دادن زیاد کاغذ رهاسازی یا ماده کمکی رهاسازیs.

معضل سنتی: پس از پخت رزین فنولیک، جدا کردن آن از صفحه پرس یا تسمه فولادی دشوار است. شرکت‌های سنتی معمولاً از عوامل رهاسازی یا کاغذ رهاسازی برای دستیابی به فرآیند جداسازی از قالب استفاده می‌کنند، اما عوامل رهاسازی یا کاغذهای رهاسازی با کیفیت بالا برای خرید گران هستند و مصرف زیاد در طول فرآیند تولید، هزینه تولید کاغذ کربن را افزایش می‌دهد که برای قیمت‌گذاری رقابتی محصول در بازار مفید نیست.

راهکار ایزواستاتیک مینگکه: پرس ایزواستاتیک تسمه فولادی دوبل مینگکه به مشتریان این امکان را می‌دهد که تسمه‌های فولادی پرس با روکش کروم را انتخاب کنند.

اثر محلول: از طریق آزمایش‌های داخلی انجام شده در کارخانه Mingke با استفاده از تسمه‌های فولادی آبکاری شده با کروم روی کاغذ کربنی در حال پخت، مشخص شد که در مقایسه با تسمه‌های فولادی پرس سنتی، تسمه‌های فولادی آبکاری شده با کروم، عملکرد پخت و رهاسازی رزین بهتری را ارائه می‌دهند. باقیمانده چسب اضافی راحت‌تر پاک می‌شود و هنگام استفاده با برس تمیزکننده سیار، چسب باقی مانده روی سطح تسمه فولادی به راحتی قابل حذف است و به مشتریان کمک می‌کند تا هزینه‌های مربوط به عوامل رهاسازی و کاغذ رهاسازی را کاهش دهند. لایه کروم روی سطح تسمه فولادی به طور قابل توجهی سختی و مقاومت در برابر سایش تسمه را بهبود می‌بخشد. علاوه بر این، لایه اکسید متراکم تشکیل شده توسط لایه کروم روی سطح تسمه فولادی به طور موثری فرسایش اکسیژن، آب و سایر عناصر خورنده را مسدود می‌کند و در نتیجه عمر مفید تسمه فولادی را افزایش می‌دهد.

برای کاربرانی که مدت‌هاست به تجهیزات وارداتی متکی بوده‌اند، نانجینگ مینگکه، به عنوان یک شرکت داخلی، راه حل بهتری ارائه می‌دهد:

- جایگزینی داخلی: شکستن انحصار واردات، با مزایایی در هزینه‌های خرید تجهیزات و نگهداری.

- پاسخگویی سریع به خدمات: پشتیبانی فنی 24 ساعته، مهندسان ظرف 48 ساعت در محل حاضر می‌شوند و به طور کامل مشکل کندی پاسخگویی پس از فروش و چرخه طولانی قطعات یدکی تجهیزات وارداتی را برطرف می‌کنند.

نتایج واقعی کاربرد: ایجاد ارزش قابل توجه برای مشتریان

پس از اینکه یک شرکت مشهور پیل سوختی هیدروژنی، پرس تسمه‌ای فولادی دوتایی ایزواستاتیک Minke را به کار گرفت، به نتایج قابل توجهی در تولید کاغذ کربن GDL دست یافت.

- بهبود قابل توجه در بازده محصول: از ۸۵٪ در فرآیندهای سنتی به بیش از ۹۹٪ افزایش یافته است.

- افزایش قابل توجه در راندمان تولید: ظرفیت تولید روزانه به ۳۰۰۰ متر مربع می‌رسد.

- کاهش مصرف انرژی: مصرف کلی انرژی 35 درصد کاهش یافت.

بهینه‌سازی عملکرد محصول:

- یکنواختی تخلخل: 70% ± 2%

- مقاومت ویژه درون صفحه‌ای: کمتر از 5 میلی اهم بر سانتی‌متر

- مقاومت ویژه صفحه‌ای: < 8 mΩ·cm²

- استحکام کششی: > 20 مگاپاسکال - یکنواختی ضخامت: ±3 میکرومتر

کاملسیستم خدمات و پشتیبانی فنی

نانجینگ مینگکهفرآیندشرکت سیستمز، پشتیبانی فنی جامعی را به مشتریان ارائه می‌دهد:

۱. پشتیبانی از توسعه فرآیند

Aتیم فنی حرفه‌ای به مشتریان در بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند و تنظیم تجهیزات کمک می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که تجهیزات الزامات خاص فرآیند تولید را برآورده می‌کنند.

۲. خدمات تجهیزات سفارشی

ارائه خدمات تجهیزات سفارشی با توجه به نیازهای ویژه مشتریان، از جمله اندازه‌های خاص، پیکربندی‌های ویژه و غیره.

۳. خدمات نصب و راه‌اندازی

یک تیم مهندسی باتجربه، خدمات نصب و راه‌اندازی در محل را ارائه می‌دهد تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات می‌توانند به سرعت وارد خط تولید شوند.

۴. آموزش فنی

آموزش کامل بهره‌برداری و نگهداری را ارائه دهید تا اطمینان حاصل شود که مشتریان می‌توانند به طور ماهرانه تجهیزات را اداره و نگهداری کنند.

۵. پشتیبانی پس از فروش

ایجاد یک مکانیسم پاسخگویی سریع ۲۴ ساعته برای ارائه خدمات پس از فروش و پشتیبانی فنی به موقع، که تولید بدون وقفه را تضمین می‌کند.

این صنعت چشم‌اندازهای کاربردی گسترده‌ای دارد.

پرس تسمه‌ای فولادی دولایه ایزواستاتیک استاتیک Mingke نه تنها برای تولید کاغذهای کربن GDL برای پیل‌های سوختی هیدروژنی مناسب است، بلکه می‌تواند به طور گسترده در زمینه‌های مختلف نیز کاربرد داشته باشد:

- پیل‌های سوختی: کاغذ کربنی GDL، آماده‌سازی لایه کاتالیزور؛

- باتری‌های حالت جامد: تراکم ورق الکترود و مولدد 

- مواد کامپوزیت: آماده‌سازی پیش‌آغشته فیبر کربن؛

- کاغذ مخصوص: تراکم و قالب‌گیری با چگالی بالا؛

- مواد انرژی نو: تهیه مواد لایه نازک کاربردی مختلف.

مزایای پرس ایزواستاتیک تسمه فولادی دو لایه مینگکه:

شرکت نانجینگ مینگکه ده سال را صرف بهبود فناوری خود کرده و همچنان در تحقیق و توسعه پرس‌های ایزواستاتیک تسمه فولادی دوبل سرمایه‌گذاری می‌کند. آنها اکنون پرس‌های دمای بالایی دارند که به ۴۰۰ درجه سانتیگراد می‌رسند و دقت فشار آنها در محدوده ±۲٪ کنترل می‌شود. به لطف این تخصص فنی، مینگکه بهترین انتخاب برای پرس‌های پخت کاغذ کربنی است، زمانی که ارزش در برابر قیمت و حداقل ریسک را در نظر بگیرید. امروزه، اکثر شرکت‌های پخت کاغذ کربنی رول به رول داخلی، نانجینگ مینگکه را به عنوان شریک خود انتخاب می‌کنند.