Prove su celle a combustibile
Nei test sulle celle a combustibile, la caratterizzazione dei materiali e dei componenti è importante per garantire l'efficienza, le prestazioni e la durata delle celle a combustibile a idrogeno a lungo termine. In termini di stima della vita utile/controllo della qualità, le variazioni delle proprietà nel tempo e durante l'assemblaggio costituiscono gli aspetti essenziali dei test. La preparazione dei provini, la loro forma e la sequenza di prova sono determinate in base agli standard o alle esigenze individuali dei clienti.
Test sui componenti delle celle a combustibile Test sul processo di assemblaggio Prodotti correlati
Che cos'è una cella a combustibile?
Le celle a combustibile convertono l'energia chimica dell'idrogeno gassoso in elettricità, acqua e calore. In questo modo forniscono energia ai sistemi di prodotti elettronici come gli autoveicoli o anche alle centrali elettriche fisse. Rispetto alle tecnologie convenzionali utilizzate nell'industria energetica o automobilistica, le celle a combustibile hanno un'efficienza notevolmente superiore, sono prive di emissioni e molto silenziose.
Le celle a combustibile sono suddivise in diverse categorie in base agli elettroliti e agli elettrodi utilizzati. Tra queste, le celle a combustibile a membrana a scambio protonico (PEMFC Polymeric Electrolyte Membrane Fuel Cells), soprattutto per l'industria automobilistica (veicoli medi e pesanti), sono le più promettenti. Le celle a combustibile a ossidi solidi (SOFC Solid oxide fuel cells), invece, sono utilizzate principalmente per l'accumulo di energia a livello stazionario.
I principali obiettivi di ricerca e sviluppo per le celle a combustibile includono l'efficienza dei costi, l'aumento delle prestazioni e l'estensione della durata di vita.
Una cella a combustibile a membrana a scambio protonico (PEMFC) è costituita da un gruppo di elettrodi a membrana (MEA), che comprende una membrana a scambio protonico (PEM), strati catalitici (CL), strati di diffusione del gas (GDL), piastre bipolari e guarnizioni.
Prove su componenti di celle a combustibile
Le proprietà meccaniche sono importanti per ogni componente del sistema di celle a combustibile. Quando si testano le celle a combustibile, l'attenzione si concentra sui seguenti componenti:
- Membrana a scambio protonico (PEM),
- Strati di diffusione del gas (GDL),
- Piastre e guarnizioni bipolari.
ZwickRoell offre soluzioni per prove di trazione e di creep con o senza supporti diversi, prove di adesione, prove di flessione a 3 punti e prove di crescita della lacerazione.
Prove su componenti di celle a combustibile sotto carico meccanico
Lo sviluppo delle caratteristiche meccaniche dei componenti, dei componenti combinati o della cella di carico completa dopo l'assemblaggio, è fondamentale per comprendere le prestazioni della cella in condizioni operative reali. ZwickRoell offre soluzioni di prova per celle a combustibile che aiutano i clienti a comprendere l'influenza della pressione di assemblaggio sulla variazione delle caratteristiche meccaniche (spessore, proprietà elettriche e permeabilità all'aria) dei componenti della cella a combustibile.
Test su celle a combustibile nel processo di assemblaggio
L'assemblaggio è un processo complesso. L'interazione tra la forza di assemblaggio e la temperatura di lavoro determina una distribuzione disomogenea delle sollecitazioni tra i componenti, che porta a un determinato grado di deformazione. Processi di assemblaggio inefficienti e non accurati comportano un aumento dei costi di produzione.
L'uso delle macchine ZwickRoell per i test sulle celle a combustibile aiuta a:
- Ottimizzare il processo di assemblaggio
- Comprendere l'influenza dell'interazione tra le forze di assemblaggio e altri carichi
- Regolare dinamicamente il carico di assemblaggio
- Regolare l'automazione dell'assemblaggio
