На фоне ускоряющегося глобального энергетического перехода водородные топливные элементы, являясь важным источником чистой энергии, открывают беспрецедентные возможности развития. Блок мембранных электродов (БЭМ), являясь основным компонентом топливного элемента, напрямую влияет на эффективность и срок службы всей системы. Среди прочего, процесс изготовления газодиффузионного слоя (ГДС) – углеродной бумаги, в частности, процесс отверждения и формования, напрямую определяет пористую структуру, электропроводность и механическую прочность ГДС.
Четыре основные проблемы и решения в производстве копировальной бумаги GDL
Для производителей копировальной бумаги GDL для водородных топливных элементов ключ к завоеванию рынка заключается в способности производить высококачественную копировальную бумагу с превосходной однородностью, стабильно, эффективно и экономично. Традиционное производственное оборудование (например, плоские и валковые прессы) создает множество препятствий на пути к крупномасштабному производству.
Проблема 1: Низкая однородность продукта, низкая производительность и трудности с массовой доставкой
Традиционная дилемма: На работу традиционных плоских прессов влияют точность обработки пластин горячего пресса и их термическая деформация после нагрева, что приводит к значительному разбросу толщины отвержденной копировальной бумаги. Кроме того, метод прерывистого прессования позволяет производить только листы определенных размеров, что делает невозможным поставку клиентам рулонов различных размеров. Традиционное валковое прессование обеспечивает давление посредством линейного контакта, уменьшаясь от центра валков к концам, в результате чего копировальная бумага становится плотной в середине и рыхлой по краям. Это напрямую приводит к неравномерной толщине и неравномерному распределению пор. Даже в пределах одной партии или даже одного листа копировальной бумаги производительность может колебаться, при этом выход годных изделий в долгосрочной перспективе составляет около 85%, что представляет высокий риск для крупносерийных заказов.
Решение Mingke для изостатического давления: изостатическая технология обеспечивает равномерное давление «поверхностного контакта» на основе закона Паскаля из гидромеханики. Подобно гидростатическому давлению в глубоком море, оно действует равномерно на каждую точку копировальной бумаги со всех сторон.
РезультатыЭффект:
- Постоянство толщины:Стабилизировать допуски толщины от десятков микрон до±3μm.
- Однородность пор: пористость может постоянно поддерживаться на высоком уровне 70% ±2%.
- Повышение доходности: доходность увеличилась с 85% до более чем 99%, что обеспечивает стабильную, масштабную и высококачественную поставку.
Проблема 2: Низкая эффективность производства, существенные узкие места в производственных мощностях и высокие затраты
Традиционная дилемма: большинство высококачественных процессов ламинирования основаны на партиях, подобно домашней духовке, где выпекается одна партия за раз. Темпы производства медленные, оборудование часто включается и выключается, энергопотребление высокое, зависимость от рабочей силы сильная, а предел производительности легко достижим.
Изостатическое решение Mingke: двухленточный изостатический пресс по сути представляет собой непрерывно действующий «высокотемпературный туннель высокого давления». Субстрат поступает с одного конца, проходит полный процесс уплотнения, отверждения и охлаждения и непрерывно выводится с другого конца.
Эффекты решения:
- Производственный скачок: обеспечивает круглосуточное непрерывное производство со скоростью 0,5–2,5 метра в минуту и годовой производительностью до 1 миллиона квадратных метров на одну производственную линию, повышая эффективность более чем в пять раз.
- РасходыРазбавление: Эффект непрерывного масштабирования производства значительно снижает амортизацию, затраты на электроэнергию и рабочую силу на квадратный метр.Измерения имеютпоказыватьnчто общие производственные затраты могут быть снижены на 30%.
- Экономия труда: высокий уровень автоматизации позволяет сократить количество операторов за смену на 67%.
Проблема 3: Узкое окно процесса, высокие затраты на отладку методом проб и ошибок и ограниченные инновации
Традиционная дилемма: характеристики копировальной бумаги GDL чрезвычайно чувствительны к кривым температуры и давления. Традиционное оборудование не позволяет точно контролировать температуру и имеет единственную кривую давления, что затрудняет точное воспроизведение оптимального лабораторного процесса. Хотите попробовать новую формулу или новую структуру? Цикл отладки долгий, процент дефектов высок, а стоимость проб и ошибок пугающе высока.
Решение Mingke по статическому давлению: обеспечивает высокогибкую и точно контролируемую технологическую платформу.
Эффекты решения:
- Точный контроль температуры: многозонный независимый контроль температуры с точностью до ±0,5℃, гарантирующий идеальное отверждение смолы.
- Регулируемое давление: давление можно точно установить и поддерживать в диапазоне 0–12 бар для максимальной однородности.
- ПроцессВыпуск: После того, как оптимальные параметры найдены, их можно «заблокировать» в системе одним щелчком мыши, достигая 100% воспроизводимости процесса и гарантируя стабильную производительность продукта.
- Расширение возможностей НИОКР: в настоящее время Nanjing Mingke имеет двадвойной- ленточные изостатические пресс-машины, обеспечивающие надежную испытательную платформу производственного уровня для исследований и разработки новых материалов и структур, что значительно снижает инновационные барьеры и риски. В то же время, для стартапов с ограниченным начальным капиталом и трудностями в приобретении оборудования, могут быть предложены услуги по контрактному производству небольших партий продукции сроком от одной недели до одного месяца. Это позволит улучшить возможности поставки продукции из копировальной бумаги, поможет компаниям провести предварительный опытный выпуск, сократить крупные первоначальные инвестиции в оборудование иуменьшатьриски.
Болевая точка 4:Остатки отверждающегося клея на основе фенольной смолы, высокие потери разделительной бумаги или вспомогательного материала для разделительного составаs.
Традиционная дилемма: После отверждения фенольной смолы её трудно отделить от пресс-формы или стальной ленты. Традиционные компании обычно используют разделительные составы или бумагу для извлечения из формы, но высококачественные разделительные составы или бумага стоят дорого, а высокий расход в процессе производства увеличивает стоимость производства копировальной бумаги, что не способствует конкурентоспособности цен на продукцию на рынке.
Изостатическое решение Mingke: двухленточный изостатический пресс Mingke позволяет клиентам выбирать хромированные стальные прессовые ремни.
Эффект решения: В ходе внутренних испытаний, проведенных на фабрике Mingke с использованием хромированных стальных ремней на отверждающейся копировальной бумаге, было обнаружено, что по сравнению с традиционными прессовыми стальными ремнями, хромированные стальные ремни обеспечивают лучшее отверждение смолы и эффективность отделения. Излишки остатков клея легче удаляются, а при использовании мобильной чистящей щетки оставшийся клей на поверхности стальной ленты может быть легко удален, что помогает клиентам сократить расходы на разделительные составы и разделительную бумагу. Слой хрома на поверхности стальной ленты значительно повышает твердость и износостойкость ленты. Кроме того, плотная оксидная пленка, образованная слоем хрома на поверхности стальной ленты, эффективно блокирует эрозию под воздействием кислорода, воды и других коррозионных элементов, тем самым продлевая срок службы стальной ленты.
Для пользователей, которые долгое время полагались на импортное оборудование, Nanjing Mingke, как отечественная компания, предлагает лучшее решение:
- Замещение на внутреннем рынке: устранение монополии на импорт с выгодой в части затрат на закупку и обслуживание оборудования.
- Быстрое реагирование службы поддержки: круглосуточная техническая поддержка, выезд инженеров на место в течение 48 часов, что полностью решает проблему медленного послепродажного реагирования и длительных циклов поставки запасных частей для импортного оборудования.
Фактические результаты применения: создание значительной ценности для клиентов
После того, как известная компания по производству водородных топливных элементов взяла на вооружение изостатический двухленточный стальной пресс Minke, она достигла выдающихся результатов в производстве копировальной бумаги GDL.
- Значительное улучшение выхода продукции: увеличение с 85% в традиционных процессах до более чем 99%.
- Значительное повышение эффективности производства: суточная производительность достигает 3000 кв. метров.
- Снижение энергопотребления: общее потребление энергии снизилось на 35%.
Оптимизация производительности продукта:
- Равномерность пористости: 70% ± 2%
- Сопротивление в плоскости: < 5 мОм·см
- Сопротивление в плоскости: < 8 мОм·см²
- Прочность на разрыв: > 20 МПа. - Равномерность толщины: ±3 мкм.
Полныйсистема обслуживания и техническая поддержка
Нанкин МинкеПроцессКомпания Systems Co., Ltd. предоставляет клиентам комплексную техническую поддержку:
1. Поддержка разработки процесса
AПрофессиональная техническая команда помогает клиентам оптимизировать параметры процесса и настраивать оборудование, гарантируя, что оборудование соответствует конкретным требованиям производственного процесса.
2. Услуги по изготовлению оборудования на заказ
Предоставление услуг по изготовлению оборудования на заказ в соответствии с особыми потребностями клиентов, включая специальные размеры, специальные конфигурации и т. д.
3. Услуги по установке и вводу в эксплуатацию
Опытная команда инженеров оказывает услуги по установке и вводу в эксплуатацию на месте, обеспечивая быстрый запуск оборудования в производство.
4. Техническое обучение
Предлагаем полное обучение по эксплуатации и техническому обслуживанию, чтобы гарантировать, что клиенты смогут квалифицированно эксплуатировать и обслуживать оборудование.
5. Послепродажная поддержка
Создать круглосуточный механизм быстрого реагирования для предоставления своевременного послепродажного обслуживания и технической поддержки, гарантирующий бесперебойное производство.
Перспективы применения в отрасли широкие.
Статический изостатический пресс Mingke с двойной стальной лентой подходит не только для производства копировальной бумаги GDL для водородных топливных элементов, но также может широко применяться в различных областях:
- Топливные элементы: углеродная бумага GDL, приготовление каталитического слоя;
- Твердотельные батареи: уплотнение электродных листов и мольдед;
- Композитные материалы: приготовление препрега из углеродного волокна;
- Специальная бумага: прессование и формование высокой плотности;
- Новые энергетические материалы: получение различных функциональных тонкопленочных материалов.
Преимущества изостатического пресса Mingke с двойной стальной лентой:
Компания Nanjing Mingke потратила десять лет на оттачивание своих технологий и продолжает инвестировать в исследования и разработку изостатических прессов с двумя стальными лентами. Теперь компания располагает высокотемпературными прессами, работающими при температуре до 400 °C с точностью регулирования давления в пределах ±2%. Благодаря этому технологическому опыту, Mingke является лучшим выбором для прессов для сушки копировальной бумаги с точки зрения соотношения цены и качества и минимального риска. Сегодня большинство китайских компаний, занимающихся рулонной печатью копировальной бумаги, выбирают Nanjing Mingke в качестве своего партнера.
Время публикации: 09 октября 2025 г.