Čiste bipolarne plošče za optimalno učinkovitost

28.01.2026

Bipolarne plošče so osnovni elementi gorilnih celic in elektroliznih skladov. Njihova kakovost in učinkovitost imata odločilni vpliv na zmogljivost celotnega sistema, pri čemer nečistoče zmanjšajo učinkovitost in skrajšajo življenjsko dobo, zaradi česar je čiščenje pomembna operacija. Na letošnjem sejmu parts2clean so bili predstavljeni učinkoviti procesi in sistemi za trajnostno in avtomatizirano čiščenje bipolarnih plošč. Letošnji vodilni sejem za industrijsko čiščenje komponent in površin parts2clean je potekal na Stuttgartskem razstavišču od 7. do 9 oktobra, vzporedno z dogodkom hy-fcell.

Foto: Postopek čiščenja s suhim ledom (CO2) je primeren za čiščenje celotne površine ali delov površine, pri čemer ni ostankov čistilnega medija. Ustrezno število šob omogoča prilagoditev čiščenja taktu proizvodne linije.
Vir: acp systems 

Vodikove tehnologije imajo ključno vlogo, tako na področju mobilnosti brez izpustov kot tudi pri energetskem prehodu. Bipolarne plošče, ki so povezane v sklade, so ključni element gorilnih celic in elektrolizatorjev. Plošče so sestavljene iz anode in katode, med katerima je folija, ki prevaja protone. Izdelane so iz različnih materialov, kot so prevlečene kovine, grafit ali mešanica grafita in polimera. Kovinske bipolarne plošče ponujajo številne prednosti zaradi svoje majhne mase in majhnega volumna ter dobrih lastnosti pri zagonu. Ta različica plošč ponuja potencial za cenovno učinkovito serijsko proizvodnjo, kar se lahko še dodatno izboljša preko ekonomije obsega. 

Bipolarne plošče nadzirajo pline, toploto in električno energijo 

V skladih so bipolarne plošče fizično in električno povezane tako, da je anoda ene celice povezana s katodo sosednje celice. Z uporabo integriranih profilov pretokov plošče poleg regulacije dovajanja plinov (vodik na stani anode in kisik na strani katode), nadzira tudi temperaturo skladov in sprošča vodno paro ter toploto in električno energijo. Učinkovitost teh procesov določa skupno zmogljivost celotnega sistema. 

Čistoča je ključnega pomena za kakovost in učinkovitost 

Proizvodnja bipolarnih plošč se začne z odvijanjem izjemno tanke in zelo občutljive pločevine iz koluta. Sledi preoblikovanje v anodne in katodne plošče, razrez in ločevanje, nanašanje prevleke ter spajanje v bipolarne plošče. Že vhodni material je lahko kontaminiran z nečistočami, kot so ostanki maziv pri valjanju ter drugi delci nečistoč iz proizvodnje. Prav tako se med proizvodnimi operacijami pojavijo nečistoče, kot so srhi, odrezki, vlakna, prah, olja, emulzije, dim in oksidi. Vsaka izmed teh nečistoč lahko zniža kakovost bipolarnih plošč in tako zmanjša njihovo učinkovitost in življenjsko dobo. Zaradi tega so zahteve glede čistoče zelo visoke in za zagotavljanje tako visoke ravni čistoče je postopek čiščenja pred nanosom prevleke in pred spajanjem ključnega pomena. Pri tem predstavljajo največji izziv običajno nevidne kemične plasti na površini, katere sestava ni znana. Poleg tega se bipolarne plošče izdelujejo zelo hitro, kar pomeni, da je čas čiščenja pomemben dejavnik. 

Prilagojeni procesi in rešitve za čiščenje 

Za čiščenje bipolarnih plošč so na voljo različne metode, ki zajemajo mokro kemično čiščenje s topili in mediji na vodni osnovi, lasersko čiščenje, čiščenje s paro, čiščenje s suhim ledom (CO2), plazemsko čiščenje in čiščenje z vodnim curkom. Te metode se uporabljajo posamično ali v različnih kombinacijah, kar je odvisno od materiala, nečistoč in zahtev glede čistoče. 

Foto: Pretočni sitem namensko razvit za čiščenje bipolarnih plošč je opremljen s številnimi tehnologijami čiščenja za doseganje zahtev glede čistoče.
Vir: Ecoclean 

Pri številnih postopkih je zelo uveljavljeno mokro kemično čiščenje, ki omogoča enostavno odstranjevanje ostankov olja in masti ter delcev nečistoč s topili. Pri uporabi medijev na vodni osnovi je sušenje velikokrat zelo energijsko potratno in zahteva dolge čase ciklov. Dobre rezultate čiščenja se s kratkimi časi ciklov dosega s čiščenjem s curkom pare, ko se odstranjuje kemične plasti nečistoč ali delce nečistoč. Ta postopek temelji na interakciji pare in tekočine, ki je natančno določena za posamezno čiščenje z uporabo visoko hitrostnega toka zraka v prilagojeni šobi. Prav tako je tudi čiščenje z vodnim curkom zelo učinkovito, pri čemer se uporabljajo posebne šobe ter natančno določene temperature in tlake. 

Čiščenje s suhim ledom, ki se ga pridobiva iz tekočega ogljikovega dioksida, omogoča poleg selektivnega odstranjevanja mulja in oksidov tudi odstranjevanje plasti kemičnih nečistoč in delcev nečistoč v zelo kratkem času cikla. Visokotlačno čiščenje s suhim ledom, pri čemer se kot čistilni medij dovaja tekoči ogljikov dioksid pri tlaku 4.000 barov, je zelo obetavna rešitev. 

Poleg različnih sistemov za čiščenje v komori ali potopnih sistemov, podjetje Ecoclena ponuja svojo nov sistem neprekinjeno čiščenje bipolarnih plošč EcoCvolta, ki je prilagojen tej aplikaciji in združuje razločne procese, kot so pršenje, čiščenje s paro, čiščenje z vodnim curkom, plazemsko čiščenje, čiščenje s suhim ledom in sušenje. Posebna zasnova tega pretočnega sistema zagotavlja nežno manipulacijo občutljivih bipolarnih plošč. 

Foto: Mikro in nano strukture izdelane z laserskim strukturiranjem površine povečajo specifično površino, kar zagotavlja boljši mehanski oprijem prevleke.
Vir: SLCR Lasertechnik 

Sistemi za lasersko čiščenje, ki združujejo toplotni in fotokemični proces, omogočajo hitro in zanesljivo odstranjevanje nečistoč, kot so oksidi, ostanki dima in drugi delci ter organske nečistoče. Podjetje SLCR Lasertechnik je razvilo inovativno rešitev za popolnoma avtomatizirano strukturiranje površin pred nanosom prevleke in naknadno lasersko čiščenje bipolarnih plošč. Laserska obdelava površine, pri čemer se doseže večja hrapavost lahko bistveno izboljša adhezijske lastnosti, kar zagotavlja boljši oprijem prevleke. To omogočajo mikro in nano strukture, ki se jih izdela na določenih delih površine. Postopek strukturiranja površine se lahko prilagaja glede na material in aplikacijo, da se doseže bim boljši oprijem prevleke. Pri tej avtomatizirani rešitvi je predstavljala največji izziv obdelava obeh strani plošč, kar je zahtevalo posebej razvito robotsko prijemalo. Lasersko čiščenje poteka neposredno v proizvodni liniji, kar zmanjša pretočne čase.  

Več informacij na: 
www.acp-systems.com
www.slcr.de
ecoclean-group.net