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科倍隆助力石墨/树脂基双极板制造技术的研发
文章来源:塑料机械网     点击数: 次     更新时间:2021-10-29 16:22

 

 
 
  在德国斯图加特大学塑料技术研究所(IKT)、博世和马修国际/ Saueressig公司的一个联合项目里,科倍隆正在一起参与并致力于持续开发质子交换膜(PEM)燃料电池,以更有效地为日常移动设备提供能源。双极板是燃料电池堆的核心元件,其热塑性石墨树脂基材料的实现,是这项工作的重点。超高的石墨填充率对工艺技术提出了挑战,这是前所未见的。作为该项目的合作伙伴,科倍隆正在运用其丰富的专业知识,开发生产该物料所需的设备解决方案。
 
 
  借助于科倍隆喂料增强专利技术(FET),可以优化加工过程中喂料受限型物料的喂入。
 
  石墨树脂混合物制成的双极板,由于其重量轻,很适合移动设备使用。它结合了电导率、导热率和气体不渗透性等综合性能,同时比纯石墨板具有显著更高的机械性能。此外与金属合金相比,它们在典型操作温度下能够承受更长时间的湿气和酸性介质的环境。
 
  科倍隆根据这一任务为自己设定目标:将多年来在喂料受限的塑料改性生产工艺中获得的所有经验,转移到高含量石墨和低含量树脂混合物的制备中,为未来的产业升级奠定基础。
 
  科倍隆化学应用工艺技术部负责人Markus Fiedler说:“我们主要关注两个关键因素: 高比例的石墨——在这个项目中,石墨的填充量远高于85%的重量百分比——同时低堆积密度需要特殊的设备将混合物送入挤出机,并增加挤出机的产量。因此我们需要设法将这个困难物料的喂料工艺优化整合到加工段中。与此同时,优化填料与树脂的结合,以避免在配混过程中产生团聚和降解。”
 
  FET技术与工艺优化
 
  对于改善喂料这一需求,科倍隆使用了专利的喂料增强技术(FET),这非常适用于更细的、未压实的填料。侧喂料机的喂料段设有多孔的透气板,外部安装了一个真空装置,将混合物中的一部分空气吸出来。物料的堆积密度因此增加,从而提高了侧喂料机的喂料能力。
 
 
  在本项目中,科倍隆 ZSK双螺杆挤出机对树脂填料的喂入进行了改进,以避免在配混过程中产生团聚和降解。
 
  科倍隆开发了一种工艺优化的设备概念来均质配混产品。与此同时,我们正在使用数字化的三维流动仿真模拟技术(CFD)来虚拟和真实地优化树脂和填料的混合过程。除此之外,科倍隆还开发了一种在线质量监测工具,用于检测工艺和产品的质量波动,从而实现复合材料质量的实时调节。
 
  Fiedler接着说:“所有合作伙伴都将他们各自领域拥有多年经验、全面知识和高技能的精英参与到这个项目中。基于信任的密切合作与协调为项目的成功完成创造了首要条件。更重要的是,最终,在移动设备上使用燃料电池的进程可以缩短。
 
  该项目在德国联邦经济事务和能源部的注册号03ETB028B,缩写为GrabaT(石墨基双极板技术)。
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