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成本精控，效能跃升：揭秘燃料电池催化剂涂布在线监测方案 | 技术头条

健康   2024-10-23 18:00   上海  
随着全球范围内对二氧化碳排放的限制不断收紧，零排放且能实现氢能高效循环利用的燃料电池，凭借其显著优势，正快速崭露头角，成为推动清洁、可持续能源发展的关键驱动力。在此背景下，催化剂涂层（CCM）作为燃料电池性能的核心要素，对其进行高质量生产与控制成为燃料电池行业内亟待解决且至关重要的课题。


01
直面挑战，HORIBA 创新开发


质子交换膜燃料电池（PEM FC）作为燃料电池的主力，其核心膜电极组件（MEA），由两侧精密涂布催化剂的质子交换膜（CCM）及气体扩散层构成。催化剂对燃料电池的性能表现与成本控制起着至关重要的作用。目前，铂（Pt）作为主流催化剂材料，其高效的催化性能备受业界青睐。然而，Pt 的高昂价格和对涂覆均匀性的高要求，使得催化剂层的生产成为一大挑战。 

PEM 燃料电池工作原理


为了应对上述挑战，HORIBA 基于X射线荧光（XRF）技术推出了 MEA/CCM 涂布质量控制监测仪。该仪器以非接触、无损、快速且精准的检测特点，不仅可以测试单一 Pt 催化剂层的厚度和载量，还能一次性测量双面不同元素，如：Pt 和 Ir，甚至 Pt/Ir 合金等。为燃料电池催化剂载量监测提供了开创性的解决方案。

MEA / CCM 涂布质量控制监测仪





02

实时在线，安装灵活，监测精准


MEA/CCM 涂布质量控制监测仪实现了膜表面催化剂面密度的实时在线监测，它能够精准捕捉元素浓度的细微波动，即便在高速生产节奏下，监测数据依然可以准确无误。这款高灵敏度探头还可实现多样化的安装配置，以灵活应对不同生产工序需求。


03

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及时响应，降本增效，升级便捷


燃料电池产业目前核心掣肘在于成本过高，这是一大痛点。在生产过程中，监测仪能够实时捕捉涂覆过程中的不均匀现象，并立即反馈给生产人员，以便他们迅速采取调整措施，优化工艺参数。这一即时响应机制可以有效降低废品率，显著降低生产成本，提升整体生产效益。


尤为值得一提的是，MEA/CCM 涂布质量控制监测仪还集成了模块化软件平台，既保证与现有物联网体系的无缝对接，又预留了未来技术升级与扩展的空间。生产人员可以设置自动重涂功能，以确保产品质量持续达标，从而进一步提升生产效率和质量控制自动化水平。



展望未来，全球碳中和战略不断促使能源转型，燃料电池作为这一浪潮中的璀璨明星，其市场潜力不可小觑。HORIBA 将凭借在分析测试领域的深厚积累，以 XRF 等技术为基石，为燃料电池产业的技术革新持续提供坚实的支撑。我们期待携手业界伙伴，共同探索燃料电池技术的新边界，一起迈向更加清洁、低碳、可持续的碳中和未来。



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