Producción de hidrógeno
En la Tierra, el hidrógeno solo existe en combinación con otros elementos. Uno de los compuestos más conocidos y comunes es el compuesto con oxígeno, que da lugar al agua. Para producir hidrógeno ecológico, el agua se divide en moléculas de hidrógeno y oxígeno mediante un proceso de electrólisis utilizando electricidad proveniente de energías renovables. Esto se hace, por ejemplo, con membranas de intercambio de protones (PEM), que se encuentran en las llamadas celdas PEM, formadas por diferentes capas: el cátodo y el ánodo rodean la membrana y cada uno cuenta con capas de catalizador. Juntas, estas capas forman el conjunto de electrodos de membrana (MEA). Junto con una capa de difusión de gases a ambos lados y dos placas bipolares (BPP), forman una celda de electrólisis de PEM. Para lograr el máximo rendimiento posible en la producción industrial de hidrógeno, se apilan varias de estas celdas.
Una celda de electrólisis de PEM consta de varias capas.
Producción automatizada de celdas y pilas de PEM
Hasta ahora, la unión de las capas individuales de una pila de PEM se había realizado principalmente de forma manual, lo que requiere mucho tiempo. Para poder producir grandes cantidades de forma eficiente y económica, es necesario fomentar la automatización de la producción de pilas. Por ejemplo, los brazos robóticos pueden apilar las capas de una celda de electrólisis de PEM y colocar alternativamente los MEA y las BPP uno encima del otro. Para garantizar que no se produzcan errores, varios productos de Pepperl+Fuchs son adecuados para la producción automatizada.
La innovadora tecnología de sensores permite la producción automatizada de pilas de PEM.
Al producir celdas y pilas de PEM, se debe evitar colocar las capas una encima de la otra dos veces. Si se colocan accidentalmente dos MEA uno encima del otro, la celda PEM no funcionará y la pila no se podrá utilizar. Para evitarlo, se utilizan sensores de doble hoja de Pepperl+Fuchs, que son capaces de reconocer si hay múltiples capas detectando capas límite, es decir, la transición a un entrehierro. De esta forma, garantizan que el brazo robótico recoja solo un MEA cada vez en lugar de dos.
Durante la producción de celdas de PEM, también se deben evitar las capas dobles de placas bipolares. Los sensores ultrasónicos de alta precisión de la serie F77 pueden ayudar a detectar estas capas dobles. Al medir la distancia a la placa subyacente con una precisión de 0,2 mm, pueden inferir la altura de la placa y, por consiguiente, detectar si dos BPP están accidentalmente una encima de la otra.
El apilamiento de las diferentes capas de celdas de PEM debe ser muy preciso. En este caso, los sensores fotoeléctricos de barrera de Pepperl+Fuchs pueden ayudar a colocar las capas con precisión. Son capaces de detectar bordes con alta precisión y, por lo tanto, pueden detectar las capas que sobresalgan.
Comunicación mediante IO-Link
Los innovadores sensores de Pepperl+Fuchs para la producción automatizada de pilas de PEM cuentan con interfaces IO-Link estandarizadas que permiten a los usuarios no solo realizar y cambiar la configuración, sino también consultar los datos de estado. Los maestros IO-Link asociados transmiten estos datos a sistemas de nivel superior a través de la interfaz OPC UA para que puedan utilizarse, por ejemplo, para análisis y simulaciones. Por lo tanto, los sensores utilizados cumplen todos los requisitos de la producción moderna de acuerdo con la Industria 4.0.
IO-Link, una interfaz abierta estandarizada internacionalmente y compatible con varios proveedores, es una parte integral de las soluciones Sensorik4.0® de Pepperl+Fuchs. Más información sobre la tecnología de comunicación inteligente…
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Pepperl + Fuchs es líder en el desarrollo y la fabricación de sensores electrónicos y componentes para el mercado de la automatización global. Su incesante innovación, calidad duradera y crecimiento constante garantizan el éxito continuado, desde hace más de 70 años. Pepperl + Fuchs emplea a 6.300 personas en todo el mundo y cuenta con fábricas en Alemania, EE.UU., Singapur, Hungría, Indonesia y Vietnam, la mayoría de ellas con certificado ISO 9001.