Zkoušky palivových článků
Při zkouškách vodíkových palivových článků je důležité hodnocení materiálů a součástí, aby byla dlouhodobě zajištěna jejich bezpečnost, výkon a životnost. S ohledem na odhad životnosti / kontrolu kvality jsou základními zkušebními aspekty změny vlastností v průběhu provozu a během montáže. Příprava vzorků, tvary vzorků a průběh zkoušek jsou určeny normami nebo individuálními požadavky zákazníka.
Zkoušení komponentů palivových článků Zkoušení v procesu montáže Související produkty
Co je to palivový článek?
Palivové články přeměňují chemickou energii plynného vodíku na elektřinu, vodu a teplo. Články tak dodávají energii pro systémy v elektronických výrobcích, jako jsou motorová vozidla, nebo dokonce pro stacionární elektrárny. Ve srovnání s konvenčními technologiemi používanými v energetice nebo automobilovém průmyslu mají palivové články výrazně vyšší účinnost, jsou bezemisní a velmi tiché.
Palivové články se dělí do různých kategorií podle použitých elektrolytů a elektrod. Z nich jsou nejslibnější palivové články s protonovou výměnnou membránou (PEMFC), zejména pro automobilový průmysl (střední a těžká nákladní vozidla). Naproti tomu palivové články na bázi pevných oxidů (SOFC) se používají především pro stacionární skladování energie.
Mezi hlavní cíle výzkumu a vývoje palivových článků patří hospodárnost, zvýšení výkonu a prodloužení životnosti.
Palivový článek s protonovou výměnnou membránou (PEMFC) se skládá ze sestavy membránových elektrod (MEA) sestávajících z protonové výměnné membrány (PEM), vrstev katalyzátoru (CL), difúzních vrstev plynu (GDL), bipolárních desek a těsnění.
Zkoušky komponentů palivových článků
Mechanické vlastnosti jsou důležité pro každou součást systému palivového článku. Při zkoušení palivových článků je nutné se zaměřit na následující komponenty:
- Protonová výměnná membrána (PEM),
- Plynové difuzní vrstvy (GDL),
- Bipolární desky a těsnění.
Společnost ZwickRoell nabízí řešení pro zkoušky tahem a zkoušky tečení v různých médiích nebo bez nich, zkoušky adheze, zkoušky tříbodovým ohybem a zkoušky v dalším trhání.
Zkoušky komponentů palivových článků při mechanickém zatěžování
Vývoj mechanických vlastností součástí, kombinovaných součástí nebo celého palivového článku po montáži je rozhodující pro pochopení jeho výkonnosti v reálných provozních podmínkách. ZwickRoell nabízí řešení pro zkoušení palivových článků, která zákazníkům pomáhají pochopit vliv montážního tlaku na změnu mechanických vlastností (tloušťka, elektrické vlastnosti a propustnost vzduchu) součástí palivového článku.
Multifunkční, efektivní a přesné stanovení charakteristik vrstev s difundovaným plynem
Aby mohla být zaručena účinnost a dlouhodobá životnost vrstev s difundovaným plynem, je při jejím zkoušení důležité stanovit charakteristické vlastnosti materiálů, které byly použity při výrobě. Deformační chování v tlaku (TUC), rezistivita (RUC) a permeabilita (PUC) v závislosti na tlaku mají rozhodující význam jak pro výzkum a vývoj, tak i pro kontrolu kvality.
Společnost ZwickRoell vyvinula pro tento účel multifunkční analyzátor součástí článků (MCCA). Tři vysoce přesné lineární měřidla posuvu a nivelační jednotka umožňují precizně působit tlakem na povrch plynové difúzní vrstvy. Díky tomu lze přesně měřit změny tloušťky
za reálných tlakových podmínek. Pozlacené přítlačné destičky mohou současně měřit elektrický odpor a permeabilitu pomocí plynu, což umožňuje vyhodnocení v závislosti na tlaku.
V našem zkušebním softwaru testXpert jsou již nakonfigurovány všechny potřebné zkušební postupy v souladu se standardy, které lze však v případě potřeby upravit dle individuálních požadavků. Díky ovládání, sběru dat a vizualizaci připojených senzorů prostřednictvím testXpert je možné všechny zkoušky transparentně zobrazit a plynule sledovat.
Výhody multifunkčního analyzátoru součástek článků:
- Systém 3 v 1 umožňuje efektivní a vysoce přesné měření TUC, RUC a PUC v jednom kroku.
- Všechny požadované zkušební postupy jsou již nakonfigurovány v softwaru testXpert. Zkoušku lze spustit jednoduše jedním kliknutím myši.
- Modularita a možnost dodatečné montáže nabízí flexibilitu.
- Neomezená transparentnost a kompletní sledovatelnost.
Zkoušky palivových článků v procesu montáže
Montáž je složitý proces. Vzájemné působení montážní síly a pracovní teploty vede k nerovnoměrnému rozložení napětí mezi součástmi, což vede k různým stupňům deformace. Neúčinné a nepřesné montážní procesy vedou ke zvýšení výrobních nákladů.
Použití strojů ZwickRoell pro zkoušení palivových článků pomáhá
- optimalizovat proces montáže,
- porozumět vlivům interakce mezi montážními silami a dalším zatížením,
- dynamickému nastavení zatížení sestavy,
- nastavit automatizaci montáže.
