На фоне ускоряющегося глобального энергетического перехода водородные топливные элементы, как важный носитель чистой энергии, открывают беспрецедентные возможности для развития. Мембранно-электродный блок (МЭБ), как основной компонент топливного элемента, напрямую влияет на эффективность и срок службы всей системы. Среди них процесс подготовки углеродной бумаги газодиффузионного слоя (ГДС), в частности, процесс отверждения и формования, напрямую определяет пористую структуру, проводимость и механическую прочность ГДС.
Четыре ключевые проблемы и решения в производстве углеродной бумаги GDL
Для производителей углеродной бумаги для газодиффузионных слоев (ГДЛ) водородных топливных элементов ключ к завоеванию рынка заключается в способности производить высокоэффективную углеродную бумагу с превосходной однородностью стабильным, эффективным и экономически выгодным способом. Традиционное производственное оборудование (такое как плоскопрессовые и валковые прессы) создает многочисленные препятствия на пути к крупномасштабному производству.
Проблема 1: Низкая стабильность качества продукции, низкий выход годной продукции и сложности с массовой поставкой.
Традиционная дилемма: На точность обработки горячепрессовых пластин и термическую деформацию пластин после нагрева влияют традиционные методы прессования, что приводит к значительному отклонению в равномерности толщины отвержденной углеродной бумаги. Кроме того, метод прерывистого прессования позволяет производить только листы определенных размеров, что делает невозможным поставку клиентам рулонов различных размеров. Традиционное вальцовое прессование создает давление за счет линейного контакта, при этом давление уменьшается от центра валков к концам, в результате чего углеродная бумага получается плотной в середине и рыхлой по краям. Это напрямую приводит к неравномерной толщине и неравномерному распределению пор. Даже в рамках одной партии или даже одного и того же листа углеродной бумаги производительность может колебаться, а выход годной продукции в долгосрочной перспективе колеблется около 85%, что представляет высокий риск для поставок крупных заказов.
Изостатическое давление Mingke: Изостатическая технология обеспечивает истинное равномерное давление «поверхностного контакта» на основе закона Паскаля в гидродинамике. Подобно гидростатическому давлению в глубоководных районах, оно равномерно действует на каждую точку копировальной бумаги со всех сторон.
РезультатыЭффект:
- Равномерность толщины:Стабилизация допусков по толщине от нескольких десятков микрон до заданного значения.±3μm.
- Равномерность пор: Пористость может стабильно поддерживаться на высоком уровне 70 % ±2%.
- Повышение урожайности: Коэффициент урожайности увеличился с 85% до более чем 99%, что обеспечивает стабильную, крупномасштабную и высококачественную поставку.
Проблема 2: низкая эффективность производства, значительные узкие места в производственных мощностях и высокие затраты.
Традиционная дилемма: Большинство высококачественных процессов ламинирования основаны на пакетной обработке, подобно домашней печи, где запекается одна партия за раз. Темпы производства низкие, оборудование часто включается и выключается, потребление энергии высокое, зависимость от рабочей силы сильная, а предел производительности легко достижим.
Изостатическое решение Mingke: Двухленточный изостатический пресс по сути представляет собой непрерывно работающий «туннель высоких температур и давления». Материал поступает с одного конца, проходит полный процесс уплотнения, отверждения и охлаждения, а затем непрерывно выводится с другого конца.
Влияние растворов:
- Производственный скачок: Обеспечивает круглосуточное непрерывное производство со скоростью 0,5-2,5 метра в минуту и годовой производительностью до 1 миллиона квадратных метров на одной производственной линии, повышая эффективность более чем в пять раз.
- РасходыРазбавлениеЭффект масштаба непрерывного производства значительно снижает амортизацию, энергозатраты и трудовые издержки на квадратный метр.Измерения имеютпоказыватьnчто общие производственные затраты могут быть снижены на 30%.
- Экономия трудозатрат: высокий уровень автоматизации позволяет сократить количество операторов на смену на 67%.
Проблема 3: узкий технологический диапазон, высокие затраты на отладку методом проб и ошибок и ограниченные возможности для инноваций.
Традиционная дилемма: характеристики углеродной бумаги GDL чрезвычайно чувствительны к температурным и давлевым кривым. Традиционное оборудование не может точно контролировать температуру и имеет единственную кривую давления, что затрудняет точное воспроизведение оптимального процесса в лаборатории. Хотите попробовать новую формулу или новую структуру? Цикл отладки длительный, процент брака высок, а стоимость проб и ошибок непомерно высока.
Решение Mingke для создания статического давления: обеспечивает высокогибкую и точно управляемую технологическую платформу.
Влияние растворов:
- Точный контроль температуры: Многозонный независимый контроль температуры с точностью до ±0,5℃, обеспечивающий идеальное отверждение смолы.
- Регулируемое давление: давление можно точно установить и поддерживать в диапазоне 0-12 бар для обеспечения максимальной равномерности.
- ПроцессРесусПосле определения оптимальных параметров их можно «зафиксировать» одним щелчком мыши в системе, что обеспечивает 100% воспроизводимость процесса и гарантирует стабильную работу продукта.
- Развитие НИОКР: в настоящее время в Нанкинской компании Mingke работают два научно-исследовательских центра.двойнойМашины для изостатических испытаний на прессование с использованием ленточных конвейеров обеспечивают надежную платформу для испытаний на производственном уровне в области исследований и разработок новых материалов и конструкций, значительно снижая барьеры и риски для инноваций. В то же время, для стартапов с ограниченным начальным капиталом и трудностями в приобретении оборудования могут быть предложены услуги мелкосерийного контрактного производства продолжительностью от одной недели до одного месяца, что позволит улучшить возможности поставок копировальной бумаги, помочь предприятиям запустить предварительное пилотное производство, сократить крупные первоначальные инвестиции в оборудование и т. д.уменьшатьриски.
Болевая точка 4:Остатки клея, отверждаемого фенольной смолой, излишки клея, высокая потеря разделительной бумаги или вспомогательного разделительного материала.s.
Традиционная проблема: после отверждения фенольной смолы ее трудно отделить от пресс-формы или стальной ленты. Традиционные компании обычно используют разделительные агенты или разделительную бумагу для облегчения процесса извлечения из формы, но высококачественные разделительные агенты или разделительная бумага дороги в приобретении, а их высокий расход в процессе производства увеличивает стоимость производства копировальной бумаги, что не способствует конкурентоспособному ценообразованию на рынке.
Изостатическое решение Mingke: Изостатический пресс Mingke с двойной стальной лентой позволяет клиентам выбирать хромированные прессовые стальные ленты.
Эффект решения: В ходе внутренних испытаний, проведенных на заводе Mingke с использованием хромированных стальных лент на отверждаемой углеродистой бумаге, было установлено, что по сравнению с традиционными прессовыми стальными лентами, хромированные стальные ленты обеспечивают лучшее отверждение смолы и разделительные свойства. Излишки клея легче удаляются, а при использовании подвижной щетки для очистки остатки клея на поверхности стальной ленты легко удаляются, что помогает клиентам снизить затраты на разделительные агенты и разделительную бумагу. Хромовый слой на поверхности стальной ленты значительно повышает ее твердость и износостойкость. Кроме того, плотная оксидная пленка, образующаяся на поверхности стальной ленты благодаря хромовому слою, эффективно блокирует эрозию под воздействием кислорода, воды и других коррозионных элементов, тем самым продлевая срок службы стальной ленты.
Для пользователей, долгое время полагавшихся на импортное оборудование, компания Nanjing Mingke, будучи отечественным производителем, предлагает лучшее решение:
- Внутреннее замещение: преодоление импортной монополии, что дает преимущества в стоимости приобретения и обслуживания оборудования.
- Оперативное обслуживание: круглосуточная техническая поддержка, выезд инженеров на место в течение 48 часов, что полностью решает проблему медленного послепродажного обслуживания и длительных циклов поставки запасных частей для импортного оборудования.
Реальные результаты применения: создание значительной ценности для клиентов.
После того как известная компания по производству водородных топливных элементов внедрила изостатический двухленточный пресс Minke, она добилась замечательных результатов в производстве углеродной бумаги для газодиффузионных слоев.
- Значительное повышение выхода продукции: с 85% при традиционных процессах до более чем 99%.
- Заметное повышение эффективности производства: суточная производственная мощность достигает 3000 квадратных метров.
- Снижение энергопотребления: общее потребление энергии сократилось на 35%.
Оптимизация производительности продукта:
- Равномерность пористости: 70% ± 2%
- Сопротивление в плоскости: < 5 мОм·см
- Сопротивление в плоскости, перпендикулярной плоскости образца: < 8 мОм·см²
- Предел прочности на растяжение: > 20 МПа - Равномерность толщины: ±3 мкм
Полныйсистема обслуживания и техническая поддержка
Нанкин МинкеПроцессКомпания Systems Co., Ltd. предоставляет клиентам всестороннюю техническую поддержку:
1. Поддержка разработки процессов
AПрофессиональная техническая команда помогает клиентам оптимизировать параметры процесса и настраивать оборудование, обеспечивая его соответствие конкретным требованиям производственного процесса.
2. Специализированные услуги по обслуживанию оборудования
Предоставляем услуги по изготовлению оборудования на заказ в соответствии с особыми потребностями клиентов, включая нестандартные размеры, специальные конфигурации и т.д.
3. Услуги по установке и вводу в эксплуатацию
Опытная инженерная команда предоставляет услуги по установке и вводу в эксплуатацию оборудования на месте, что позволяет быстро ввести его в производство.
4. Техническое обучение
Предложите клиентам пройти полное обучение по эксплуатации и техническому обслуживанию, чтобы они могли умело пользоваться оборудованием и обслуживать его.
5. Послепродажная поддержка
Создайте круглосуточный механизм быстрого реагирования для обеспечения своевременного послепродажного обслуживания и технической поддержки, гарантирующий бесперебойное производство.
Данная отрасль имеет широкие перспективы применения.
Статический изостатический двухленточный пресс Mingke подходит не только для производства углеродной бумаги для газодиффузионных слоев водородных топливных элементов, но и может широко применяться в различных областях:
- Топливные элементы: углеродная бумага для газодиффузионного слоя, подготовка каталитического слоя;
- Твердотельные батареи: уплотнение электродного листа и молекулярное формованиедед;
- Композитные материалы: подготовка препрега из углеродного волокна;
- Специальная бумага: высокоплотное прессование и формование;
- Новые энергетические материалы: получение различных функциональных тонкопленочных материалов.
Преимущества изостатического пресса Mingke с двойной стальной лентой:
Компания Nanjing Mingke на протяжении десяти лет совершенствовала свои технологии и продолжает инвестировать в исследования и разработки изостатических прессов с двойной стальной лентой. Сейчас в их распоряжении высокотемпературные прессы, достигающие 400°C, с точностью контроля давления в пределах ±2%. Благодаря этому технологическому опыту, Mingke является лучшим выбором для прессов по отверждению углеродной бумаги, если учитывать соотношение цены и качества и минимальный риск. Сегодня большинство отечественных компаний, занимающихся рулонным отверждением углеродной бумаги, выбирают Nanjing Mingke в качестве своего партнера.
Дата публикации: 09.10.2025