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燃料電池の試験

燃料電池を試験する場合、水素燃料電池の効率、性能、および耐用年数を長期的に保証するために、材料とコンポーネントの特性評価が重要です。耐用年数の推定/品質管理の観点から、時間の経過とともに特性が変化するだけでなく、組み立て中にも重要なテストの側面が構成されます。試験片の準備、試験片の形状、および試験順序は、標準または個々の顧客の要件に従って決定されます。

燃料電池部品の試験 組立工程での試験 関連製品

実際のプロジェクトの例

a: バイポーラ プレート; b: ガス拡散層 (GDL) ; c:高分子電解質膜(PEM)

燃料電池とは?

燃料電池はガス状水素から化学エネルギーを電気、水、熱に変換します。これにより、自動車や定置型発電所などの電子製品のシステムにエネルギーを供給します。エネルギー産業や自動車産業で使用されている従来の技術と比較すると、燃料電池は効率が大幅に高く、排出物がなく、非常に静かです。

燃料電池は、使用される電解質と電極に基づいてさまざまなカテゴリに分類されます。これらの中で、特に自動車産業 (中型および大型車) 向けのプロトン交換膜燃料電池 (PEMFC) が最も有望です。一方、固体酸化物型燃料電池 (SOFC) は、主に定置型エネルギー貯蔵に使用されます。

燃料電池の主な研究開発目標には、コスト効率、性能の向上、耐用年数の延長が含まれます。

プロトン交換膜燃料電池 (PEMFC) は、プロトン交換膜 (PEM)、触媒層 (CL)、ガス拡散層 (GDL)、バイポーラ プレート、およびシールを含む膜電極アセンブリ (MEA) で構成されます。

燃料電池部品の試験

機械的特性は、燃料電池システムのすべてのコンポーネントにとって重要です。燃料電池を試験するときは、次のコンポーネントに焦点を当てます:

  • プロトン交換膜 (PEM)、
  • ガス拡散層(GDL)、
  • バイポーラプレートとシール。

ツビックローエルは、さまざまなメディアの有無にかかわらず、引張試験クリープ試験、接着試験、3 点曲げ試験、引裂き試験のソリューションを提供しています。

機械的負荷下での燃料電池部品の試験

コンポーネント、組み合わせたコンポーネント、または組み立て後の完全なロードセルの機械的特性の開発は、実際の動作条件下でのセルの性能を理解するために重要です。ツビックローエルは、燃料電池コンポーネントの機械的特性 (厚さ、電気特性、通気性) の変化に対する組立圧力の影響をお客様が理解するのに役立つ燃料電池試験ソリューションを提供しています。

ガス拡散層の多機能、効率的かつ正確な特性評価

ガス拡散層を試験する場合、長期的な効率、性能、耐用年数を確保するために、材料の特性評価が重要です。圧縮下 (TUC)での変形挙動、圧力の関数としての抵抗 (RUC)、および透過性 (PUC) は、研究開発だけでなく品質保証にとっても決定的に重要です。

ZwickRoell はこのために多機能細胞成分分析装置 (MCCA) を開発しました。3つの高精度線形変位トランスデューサーとレベリング装置を使用することで、ガス拡散層の表面に正確に圧力を加えることができます。これにより、実際の圧縮条件下での厚さの変化
を正確に測定できます。同時に、金メッキの圧縮プレートを介して電気抵抗が測定され、導入されたガスを介して透過性が測定されるため、圧力に応じて評価を行うことができます。

必要なすべてのテスト シーケンスは、標準に完全に準拠して testXpert テスト ソフトウェアに事前設定されており、個々の要件に合わせて調整できます。testXpert を介して接続されたセンサーの制御、データ取得、視覚化を行うことで、すべてのテストを透過的に表示し、シームレスに追跡できます。

多機能細胞成分分析装置の利点:

  • 当社の3in1システムは、TUC、RUC、PUCを1回のテストステップで効率的かつ高精度に測定することをサポートします。
  • 必要なすべてのテスト シーケンスは、testXpert ソフトウェア プログラムですでに事前構成されています。テストはマウスをクリックするだけで簡単に開始できます。
  • モジュール化と改修による信頼性の計画
  • 無制限の透明性とシームレスなトレーサビリティ

組立工程における燃料電池の試験

組み立ては複雑なプロセスです。組み立て力と作業温度の相互作用により、コンポーネント間の応力が不均一に分散され、ある程度の変形が生じます。非効率的で不正確な組み立てプロセスは、製造コストの増加につながります。

燃料電池試験にツビックローエルの機械を使用することで、

  • 組立工程の最適化できます
  • 組み立て力と他の荷重との相互作用の影響を理解できます
  • 組み立て負荷を動的に調整します
  • 組み立ての自動化を調整します

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