В процессе производства топливных элементов каталистические слои имеют тонкую структуру, являются проводящими и чувствительными к температурным изменениям. Даже небольшое перегревание или замедление процесса может привести к изменению морфологии катализатора. Это повышает сопротивление контакта, что в свою очередь снижает эффективность работы топливного элемента. Поэтому необходим этап сушки, который выполняется подобно процедуре литографии: он должен быть повторяемым, однородным и безупречным.
Что имеет значение с технической точки зрения Мы разработали устройство для сушки катализатора на основе излучения ближнего инфракрасного спектра, отрегулированного в соответствии с профилем поглощения катализатора и связующего вещества. Благодаря этому происходит быстрое нагревание всей объемной структуры катализатора, при этом температура на поверхности подложки остается стабильной. Разница температур в активной зоне составляет не более ±0,1°C, а точность регулировки температуры — ±0,5°C между сериями производства. Источник излучения использует кварцево-галогенную конструкцию с точным контролем нагрева, что обеспечивает стабильную работу устройства в течение 5 000 часов с падением мощности менее чем на 5%. Система предназначена для использования в чистых помещениях класса 1–100; каждая зона нагрева спроектирована таким образом, чтобы исключить появление частиц на границе процесса.
Почему это работает на практике При производстве топливных элементов катализатор располагается на тонких подложках и металлических биполярных пластинах, где тепловая масса различается, и возникает риск деформации. Излучение ближнего инфракрасного спектра позволяет быстро нагревать катализатор без нагрева самого устройства. Это способствует более быстрой сушке, снижению тепловых затрат и лучшему контролю за структурой пор и распределением катализатора. Та же точность, которая обеспечивается в процессе литографии, теперь используется для сохранения активности катализатора: предсказуемые профили нагрева, контролируемое время выдержки и однородность параметров между отдельными линиями производства. Потребление энергии снижается, поскольку лампа нагревает только нужную область, а время работы устройства увеличивается благодаря возможности его непрерывной работы 24/7 с контролируемым процессом нагрева и охлаждения.
Детали, на которые следует обратить внимание Сушка с использованием ближнего инфракрасного излучения требует точного расположения элементов устройства. Необходимо учитывать влияние теней и обеспечить постоянное расстояние между подложкой и источником излучения. Мощность лампы зависит от стабильности напряжения; наилучшая однородность температуры достигается при стабильном напряжении в пределах ±1%. Установка устройства проста, но при его интеграции необходимо учитывать тепловую нагрузку на соседние компоненты и необходимость наличия правильного канала вывода тепла. Необходимо указать тип соединителя и габариты устройства, чтобы замена компонентов происходила в рамках запланированного времени технического обслуживания.