Wie PEM-, AEM- und AEL-Membranen hergestellt werden
PEM-, AEM- und AEL-Membranen unterscheiden sich in Chemie und Anwendung, ihre Herstellung folgt aber ähnlichen Schritten: Beschichten, Aushärten, Laminieren und Schneiden. Jeder Schritt beeinflusst, wie gut die Membran arbeitet und wie lange sie in einem Elektrolyseur oder einer Brennstoffzelle hält. Die folgenden Abschnitte beschreiben, worauf es bei jedem Schritt ankommt.
Beschichten
Beim Beschichten wird das Ionenaustauschmaterial als Lösung oder Dispersion des Membranpolymers auf ein Trägermaterial aufgebracht. Die Schicht muss über die gesamte Breite gleichmäßig dick sein, denn sie bestimmt sowohl die Ionenaustauschfähigkeit als auch die mechanischen Eigenschaften der Membran.
Aushärten
Beim Aushärten wird die beschichtete Schicht verfestigt und stabilisiert. Das gibt der Membran ihre mechanische Festigkeit und hilft ihr, ihre Struktur im Betrieb zu behalten, ob nass oder trocken. Temperatur und Zeit müssen genau geregelt werden, damit jeder Meter Membran dieselbe Behandlung erhält.
Schneiden
Membranen und MEAs müssen auf Maß geschnitten werden, damit sie in einen Elektrolyseur-Stack oder eine Brennstoffzelle passen. Der Schnitt muss sauber sein, ohne ausgefranste Kanten oder Delamination, und das Material darf beim Handling nicht beschädigt werden. In der Serienfertigung wird oft gestanzt, weil das schnell und gleichmäßig ist. Für Entwicklungsarbeit und häufig wechselnde Formate kann ein flexibleres Verfahren die bessere Wahl sein.
MEA-Aufbau: 3, 5 oder 7 Lagen
Eine Membran-Elektroden-Einheit (MEA) wird in Lagen aufgebaut. Eine 3-lagige MEA ist die katalysatorbeschichtete Membran. Eine 5-lagige MEA hat zusätzlich auf jeder Seite eine Gasdiffusionslage. Eine 7-lagige MEA bekommt außerdem die Dichtungen oder Subgaskets, den Rahmen, der die MEA im Stack abdichtet. Jede zusätzliche Lage muss mit derselben Ausrichtung und demselben Druck laminiert werden, ohne Lufteinschlüsse und ohne die Katalysatorschicht zu beschädigen.
Von der Machbarkeitsstudie zur Produktion
Jedes Wasserstoffprojekt ist anders, und viele beginnen klein. Deshalb gehen wir von Ihren Materialien, Ihrem Membranformat und Ihren Zielen aus. Wo es sinnvoll ist, zeigt eine Machbarkeitsstudie, was möglich ist, bevor eine Maschine gebaut wird. Danach erarbeiten wir gemeinsam mit Ihnen, was eine F&E- oder Pilotmaschine leisten muss und wie der Prozess in Richtung Produktion wachsen kann. Engineering, Produktion und Service sind bei uns in Raalte (Niederlande) unter einem Dach. So arbeiten Sie direkt mit den Menschen, die die Maschine konstruieren und bauen.
Wo unsere Laminiererfahrung zum Tragen kommt:
- Laminieren: Schichten unter kontrolliertem Druck, kontrollierter Temperatur und exakter Ausrichtung verbinden.
- Schneiden: Längsschneiden, Stanzen und Querschneiden von Folien und Laminaten.
- Wickeln und Handling: Prozesse Rolle zu Rolle, Rolle zu Bogen und Bogen zu Rolle mit geregelter Bahnspannung.
Arbeiten Sie an einem Projekt mit Wasserstoffmembranen oder MEAs? Erzählen Sie uns von Ihren Materialien und Ihrem Prozess. Wir denken gerne frühzeitig mit.