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成本精控，效能躍升：揭秘燃料電池催化劑涂布在線監(jiān)測方案 | 技術(shù)頭條
隨著全球范圍內(nèi)對二氧化碳排放的限制不斷收緊，零排放且能實現(xiàn)氫能高效循環(huán)利用的燃料電池，憑借其顯著優(yōu)勢，正快速嶄露頭角，成為推動清潔、可持續(xù)能源發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動力。在此背景下，催化劑涂層(CCM)作為燃料電池性能的核心要素，對其進行高質(zhì)量生產(chǎn)與控制成為燃料電池行業(yè)內(nèi)亟待解決且至關(guān)重要的課題。
01 直面挑戰(zhàn)，HORIBA 創(chuàng)新開發(fā)
質(zhì)子交換膜燃料電池(PEM FC)作為燃料電池的主力，其核心膜電極組件(MEA)，由兩側(cè)精密涂布催化劑的質(zhì)子交換膜(CCM)及氣體擴散層構(gòu)成。催化劑對燃料電池的性能表現(xiàn)與成本控制起著至關(guān)重要的作用。目前，鉑(Pt)作為主流催化劑材料，其高效的催化性能備受業(yè)界青睞。然而，Pt 的高昂價格和對涂覆均勻性的高要求，使得催化劑層的生產(chǎn)成為一大挑戰(zhàn)。
PEM 燃料電池工作原理
為了應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，HORIBA 基于X射線熒光(XRF)技術(shù)推出了 MEA/CCM 涂布質(zhì)量控制監(jiān)測儀。該儀器以非接觸、無損、快速且精準的檢測特點，不僅可以測試單一 Pt 催化劑層的厚度和載量，還能一次性測量雙面不同元素，如：Pt 和 Ir，甚至 Pt/Ir 合金等。為燃料電池催化劑載量監(jiān)測提供了開創(chuàng)性的解決方案。
MEA / CCM 涂布質(zhì)量控制監(jiān)測儀
02 實時在線，安裝靈活，監(jiān)測精準
MEA/CCM 涂布質(zhì)量控制監(jiān)測儀實現(xiàn)了膜表面催化劑面密度的實時在線監(jiān)測，它能夠精準捕捉元素濃度的細微波動，即便在高速生產(chǎn)節(jié)奏下，監(jiān)測數(shù)據(jù)依然可以準確無誤。這款高靈敏度探頭還可實現(xiàn)多樣化的安裝配置，以靈活應(yīng)對不同生產(chǎn)工序需求。
03 及時響應(yīng)，降本增效，升級便捷
燃料電池產(chǎn)業(yè)目前核心掣肘在于成本過高，這是一大痛點。在生產(chǎn)過程中，監(jiān)測儀能夠?qū)崟r捕捉涂覆過程中的不均勻現(xiàn)象，并立即反饋給生產(chǎn)人員，以便他們迅速采取調(diào)整措施，優(yōu)化工藝參數(shù)。這一即時響應(yīng)機制可以有效降低廢品率，顯著降低生產(chǎn)成本，提升整體生產(chǎn)效益。
尤為值得一提的是，MEA/CCM 涂布質(zhì)量控制監(jiān)測儀還集成了模塊化軟件平臺，既保證與現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)體系的無縫對接，又預(yù)留了未來技術(shù)升級與擴展的空間。生產(chǎn)人員可以設(shè)置自動重涂功能，以確保產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)達標，從而進一步提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量控制自動化水平。
展望未來，全球碳中和戰(zhàn)略不斷促使能源轉(zhuǎn)型，燃料電池作為這一浪潮中的璀璨明星，其市場潛力不可小覷。HORIBA 將憑借在分析測試領(lǐng)域的深厚積累，以 XRF 等技術(shù)為基石，為燃料電池產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新持續(xù)提供堅實的支撐。我們期待攜手業(yè)界伙伴，共同探索燃料電池技術(shù)的新邊界，一起邁向更加清潔、低碳、可持續(xù)的碳中和未來。
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