Výroba vodíku | Pepperl+Fuchs

Na Zemi se vodík vyskytuje pouze v kombinaci s jinými prvky. Jednou z nejznámějších a nejběžnějších sloučenin je sloučenina s kyslíkem ve formě vody. Při výrobě ekologického vodíku je voda dělena na molekuly vodíku a kyslíku v rámci procesu elektrolýzy s využitím elektřiny z obnovitelných zdrojů energie. K tomu dochází například v protonově výměnných membránách (PEM). Ty jsou umístěny v takzvaných buňkách PEM, které jsou tvořeny různými vrstvami: membránu obklopuje katoda a anoda a obě jsou opatřeny katalytickými vrstvami. Tyto vrstvy společně tvoří sestavu membránové elektrody (MEA). Společně s plynovou difuzní vrstvou na obou stranách a dvěma bipolárními deskami (BPP) tvoří článek PEM pro elektrolýzu. Pro dosažení co nejvyšší výtěžnosti při průmyslové výrobě vodíku se používají svazky několika takových článků.

Článek PEM pro elektrolýzu je tvořen více vrstvami.

Automatizovaná výroba článků buněk PEM a svazků PEM

Montáž jednotlivých vrstev svazku PEM se dosud prováděla většinou ručně a je časově náročná. Aby bylo možné vyrábět velká množství efektivně a ekonomicky, je nutné zvýšit míru automatizace výroby svazků. Například robotická ramena mohou svazkovat vrstvy článků PEM pro elektrolýzu a střídavě na sebe umisťovat vrstvy MEA a BPP. Aby nedocházelo k žádným chybám, lze zajistit podporu automatizované výroby pomocí různých produktů společnosti Pepperl+Fuchs.

Inovativní technologie senzorů podporuje automatizovanou výrobu svazků PEM.

Doppelbogensensoren in der PEM-Stack-Produktion

Zabraňte vzniku dvojitých vrstev pomocí senzorů zdvojených vrstev

Při výrobě článků a svazků PEM je třeba dbát na to, aby na sebe žádná vrstva nebyla umístěna dvakrát. Pokud jsou na sebe omylem umístěny dvě vrstvy MEA, článek PEM není funkční a svazek je nepoužitelný. Aby k tomu nedocházelo, používají se senzory zdvojených vrstev od společnosti Pepperl+Fuchs. Jsou schopny rozpoznat více vrstev detekcí hraničních vrstev, tj. přechodů na vzduchovou mezeru. Tímto způsobem zaručují, že robotické rameno zvedne vždy pouze jednu vrstvu MEA a nezvedne náhodně dvě vrstvy.

Ultraschallsensor F77 in der PEM-Stack-Produktion

Měření výšky pomocí ultrazvukových senzorů řady F77

Při výrobě PEM článků se dále nesmí používat dvě vrstvy bipolárních desek. Vysoce přesné ultrazvukové senzoryřady F77 mohou pomoci detekovat takové dvojité vrstvy. Díky měření vzdálenosti k podkladové desce s přesností 0,2 mm mohou odvodit výšku desky a následně detekovat, zda jsou dvě desky BPP náhodně na sobě.

R100 thru-beam sensor in pem stack production

Polohování vrstev pomocí optických jednocestných bran

Svazkování různých vrstev článků PEM musí být velmi přesné. Zde mohou s přesným umisťováním vrstev pomoci jednocestné fotoelektrické senzory od společnosti Pepperl+Fuchs. Jsou schopny detekovat hrany s vysokou přesností, a proto mohou spolehlivě detekovat případné vyčnívající vrstvy.

Komunikace prostřednictvím rozhraní IO-Link

Inovativní senzory od společnosti Pepperl+Fuchs pro automatizovanou výrobu svazků PEM jsou vybaveny standardizovanými rozhraními IO-Link. To uživatelům umožňuje nejen vytvářet a měnit nastavení, ale dotazovat se také na stavová data. Přidružené řídicí jednotky IO-Link přenášejí tato data do systémů vyšší úrovně prostřednictvím protokolu OPC UA, takže je lze používat například pro analýzy a simulace. Použité senzory proto splňují všechny požadavky na moderní výrobu s ohledem na Průmysl 4.0.

elektronický zpravodaj

Přihlaste se k odběru našeho elektronického zpravodaje a získávejte pravidelně zprávy a zajímavé informace ze světa automatizace.

Odebírat