Laminierung von Wasserstoffmembranen

Bei Crest Dutch Machinery, einem führenden Hersteller industrieller Laminiermaschinen, bringen wir mehr als vier Jahrzehnte Erfahrung im Laminiermaschinenbau in die Produktion von Wasserstoffmembranen ein. Membranen für Elektrolyseure und Brennstoffzellen, etwa PEM, AEM und AEL, bestehen aus dünnen Schichten, die ohne Beschädigung und ohne Versatz beschichtet, laminiert und geschnitten werden müssen. Wir arbeiten mit Forschungsteams und Herstellern zusammen, um herauszufinden, was ihr Prozess braucht, von einer ersten Machbarkeitsstudie bis zur Produktionsmaschine.

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.

Crest lamination machine for hydrogen membranes

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.

Brauchen Sie Beratung? Wir helfen Ihnen gerne.

Häufig gestellte Fragen

Was ist MEA-Laminierung?

Bei der MEA-Laminierung werden die Lagen einer Membran-Elektroden-Einheit, etwa katalysatorbeschichtete Membran, Gasdiffusionslagen und Subgaskets, unter kontrolliertem Druck und kontrollierter Temperatur verbunden. Die Lagen müssen ausgerichtet und frei von Lufteinschlüssen bleiben, ohne dass die Katalysatorschicht beschädigt wird.

Was ist ein Subgasket oder Dichtrahmen an einer MEA?

Ein Subgasket ist ein dünner Folienrahmen, der um den Rand der Membran laminiert wird. Er schützt den Rand, erleichtert das Handling der MEA und dichtet sie im Stack ab. Dafür muss Folie mit hoher Positioniergenauigkeit platziert und laminiert werden.

Kann Crest eine Maschine für Wasserstoffmembranen oder MEAs bauen?

Crest konstruiert und baut kundenspezifische Laminiermaschinen rund um einen konkreten Prozess. Bei einer Wasserstoffanwendung beginnen wir mit Ihren Materialien, Ihrem Membranformat und Ihrem Volumen und klären gemeinsam, was die Maschine leisten muss, ab einer Machbarkeitsstudie oder F&E-Maschine. Kontaktieren Sie uns, um Ihr Projekt zu besprechen.