Testen van brandstofcellen
Bij het testen van brandstofcellen is het belangrijk de materialen en componenten te karakteriseren om de efficiëntie, prestaties en levensduur van waterstof brandstofcellen op lange termijn te garanderen. De essentiële aspecten van de test zijn het inschatten van de levensduur/kwaliteitscontrole, verandering van de eigenschappen met de tijd en tijdens de assemblage. De samplevoorbereiding, samplevormen en het testverloop worden bepaald volgens normen of individuele vereisten van de klant.
Testen van onderdelen van brandstofcellen Tests in het assemblageproces Passende producten
Wat is een brandstofcel?
Brandstofcellen zetten chemische energie uit gasvormig waterstof om in elektriciteit, water en warmte. Ze leveren daarmee energie voor systemen in elektronische producten zoals voertuigen of zelfs stationaire energieproductie. In vergelijking met conventionele technologieën voor energievoorziening of in de automobielindustrie hebben brandstofcellen een duidelijk hogere efficiëntie, zijn ze emissievrij en zeer stil.
Brandstofcellen worden verdeeld in verschillende categorieën op basis van de gebruikte elektrolyten en elektroden. Brandstofcellen met protonenuitwisselingsmembraan (PEMFC) zijn, voornamelijk voor de automobielindustrie (lichte vrachtwagens en wegtransport) de meest veelbelovende. Vaste oxide branstofcellen (SOFC) zijn daarentegen vooral aanwezig in stationaire energie-opslag.
De belangrijkste doelen in onderzoek en ontwikkeling van branstofcellen zijn kostenefficiëntie, verbeterde prestaties en de verlenging van de levensduur.
Een brandstofcel met protonenuitwisselingsmembraan (PEMFC) bestaat uit een samenstelling van membraan en elektrode (MEA) waarin een protonenuitwisselingsmembraan (PEM), katalysatorlagen (CL), gasdiffusielagen (GDL), bipolaire platen en dichtingen zitten.
Testen van onderdelen van brandstofcellen
De mechanische eigenschappen zijn belangrijk voor elk onderdeel in een brandstofcel. Bij het testen van brandstofcellen wordt gefocust op de volgende componenten:
- Protonenuitwisselingsmembraan (PEM)
- Gasdiffusielagen (GDL)
- Bipolaire platen en dichtingen.
ZwickRoell levert oplossingen voor trektests en kruiptests met of zonder media, adhesietests, 3-punts buigtests en scheurtests.
Testen van onderdelen van brandstofcellen onder mechanische belasting
De ontwikkeling in mechanische eigenschappen van onderdelen, samenstellingen of de volledige brandstofcel is cruciaal om de prestaties van de cel in reële gebruiksomstandigheden te begrijpen. ZwickRoell levert oplossingen voor het testen van brandstofcellen die klanten helpen bij het begrijpen van de invloed van de assemblagedruk op de verandering van de mechanische eigenschappen (dikte, elektrische eigenschappen en luchtdoorlaatbaarheid) van de onderdelen van de brandstofcel.
Multifunctionele, efficiënte en precieze karakterisatie van gasdiffusielagen
Bij het testen van gasdiffusielagen is het belangrijk de materialen en componenten te karakteriseren om de efficiëntie, prestaties en levensduur op lange termijn te garanderen. Het vervormingsgedrag onder druk (TUC), de weerstand (RUC) en de permeabiliteit (PUC) in functie van de druk zijn beslissend voor onderzoek en ontwikkeling, maar ook voor kwaliteitscontrole.
Daarom ontwikkelde ZwickRoell de Multifunctional Cell Component Analyzer (MCCA). Via drie zeer precieze lineaire verplaatsingsopnemers en een nivelleerhulp, kan exact druk uitgeoefend worden op een oppervlak van de gasdiffusielaag. Zo kan de verandering in dikte nauwkeurig gemeten worden
bij realistische drukomstandigheden. Tegelijkertijd wordt de elektrische weerstand gemeten via vergulde drukplaten, en de permeabiliteit via het geïntroduceerde gas, zodat deze geëvalueerd kunnen worden in functie van de druk.
Alle vereiste testprocedures zijn vooraf volledig volgens de normen geconfigureerd in onze testXpert testsoftware, en kunnen aangepast worden aan individuele vereisten. Dankzij de sturing, gegevensregistratie en visualisatie van de verbonden sensoren via testXpert, kunnen alle tests transparant getoond en naadloos opgevolgd worden.
Voordelen van de Multifunctional Cell Component Analyzer:
- Ons drie-in-één-systeem zorgt voor efficiënte en uiterst precieze meting van TUC, RUC en PUC in een enkele teststap
- Alle vereiste testprocedures zijn vooraf geconfigureerd in het testXpert softwareprogramma. De test kan gestart worden met een muisklik.
- Geplande betrouwbaarheid op basis van modulariteit en uitbreidingsmogelijkheden
- Onbegrensde transparantie en naadloze traceerbaarheid
Testen van brandstofcellen tijdens het assemblageproces
De assemblage is een complex proces. De interactie tussen assemblagekracht en werktemperatuur resulteert in een ongelijke verdeling van spanningen tussen de componenten. Dit leidt tot een bepaalde vervorming. Inefficiënte en onnauwkeurige assemblageprocessen veroorzaken hogere fabricagekosten.
Het gebruik van ZwickRoell machines voor het testen van brandstofcellen helpt om
- Het assemblageproces te optimaliseren
- De invloeden van de interactie tussen assemblagekracht en andere belastingen te begrijpen
- Dynamisch de assemblagekracht bij te stellen
- De automatisering van de assemblage te verbeteren
