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Sicherer Trocknungsprozess für die Herstellung von Brennstoffzellen

Um die Energiewende erfolgreich umzusetzen, ist es unumgänglich den Einsatz fossiler Brennstoffe weiter herunterzufahren. Wasserstoff als Ersatz für Gas und Öl ist hierbei viel diskutiert und gilt schon heute als der Energieträger der Zukunft und ist vielseitig einsetzbar. Im Hinblick auf die Ausweitung von E-Moblility-Lösungen und weiteren energiehungrigen Bereichen rückt sie besonders in den Fokus.

Im Vergleich zu batterieelektrischen Fahrzeugen sind Brennstoffzellenfahrzeuge durch die Speicherung von Wasserstoff in Tanks zudem leichter und erzielen deutlich höhere Reichweiten, ein wichtiger Faktor auch für den Einsatz bei Kurzstreckenflugzeugen und auch im Schienenverkehr, in dem wir schon erste Züge sehen, welche mit Brennstoffzellen Reichweiten bis zu 1000km erzielen. Das deutsche Bahnnetz ist aktuell nur zu ca. 60% elektrifiziert. Das heißt auf ca. 13.000km Bahnnetz können aktuell nur Dieselloks eingesetzt werden. Hier wird man zukünftig im ländlichen Raum mit Personenzügen bis zu 500.000t CO2 einsparen können. Auch in der Industrie kann Wasserstoff effektiv zur CO2-Reduzierung beitragen. Energiehungrige Industrien können in Verbindung stationärer Elektrolysatoren, welche mit überschüssiger, oder eigener grüner Wind- oder auch Solarenergie betrieben werden, zukünftig kostengünstig Wasserstoff herstellen, welcher zwischengespeichert und nach Bedarf in Brennstoffzelleneinheiten wieder genutzt werden kann.

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Innerhalb der Prozesskette zur Fertigung von Brennstoffzellen bietet Rehm innovative Trocknungssysteme an, die sowohl bei der Herstellung der PEM-Zellen, den sogenannten Niedertemperatur-Brennstoffzellen, als auch der auf keramischen Membranmaterialien (SOFC) oder metallischen Membranmaterialien (MSC) basierenden Hochtemperatur-Brennstoffzellen zum Einsatz kommen. Die Brennstoffzellen befinden sich in der Bipolarplatte, welche die Abdichtung und die Gasflüsse und elektrische Verbindung übernimmt und anschließend zu Stacks zusammengefügt werden, um die benötigte Gesamtleistung zu erreichen.

Sowohl bei der Fertigung der Membran-Einheit als auch der Bipolarplatte fallen Beschichtungsprozesse mit lösemittelhaltigen Materialien an, die entsprechend sicher und zuverlässig getrocknet werden müssen. Als Technologieführer im Bereich thermischer Systeme, insbesondere für flexible Trocknungsanforderungen, bietet die Rehm Group individuelle Lösungen an, diese neuen Prozesse vom Prototyopen- oder Laborstatus in eine industrialisierte, automatisierte Fertigungsumgebung zu überführen und so die Brennstoffzellenfertigung serienreif zu machen.

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Optimaler Trocknungsprozess für sichere und zuverlässige Ergebnisse

Das optimale Wärmemanagement der Rehm Trocknungssysteme mit Ober- und Unterseitenheizungen arbeitet mit Infrarot-Strahlung (IR) und/oder Konvektion, um die unterschiedlichsten Materialien zuverlässig zu trocknen. Mit der Realisierung dieser beiden Wärmeübertragungsverfahren sind die Anlagen optimal auf die Verarbeitung lösemittelhaltiger Beschichtungsmaterialien ausgelegt. Die hervorragende Wärmedämmung der Heizzonen und die individuell einstellbaren Temperaturen ermöglichen eine optimale Profilierung Ihrer Trocknungsprozesse – perfekt zugeschnitten auf die Anforderungen in der Brennstoffzellenfertigung.

Konvektive Trocknung

Bei der Trocknung mit Konvektionsverfahren wird die Prozessatmosphäre mittels eines Heißluftgebläses erwärmt und strömt anschließend auf die Baugruppen. Die Heizelemente sind ober- und unterhalb des Transportsystems angebracht. Die Strömungsgeschwindigkeiten der oberen und unteren Heizzonen sind getrennt voneinander regelbar, damit die Baugruppe gleichmäßig durchwärmt wird. Dies verhindert Spannungen im Material.

Kombinationsheizverfahren mit IR

Im Kombinationsheizverfahren erfolgt die Wärmeübertragung durch Infrarot-Strahlung, die durch eine zentrale Konvektionsheizung unterstützt wird. Alle Heizkammern sind mit leistungsstarken IR-Strahlern ausgestattet. Die IR-Strahlung dringt in die Leiterplatte ein und treibt die Lösemittel von Innen aus. Das ermöglicht einen schnelleren und effizienteren Trocknungsprozess. Bei der zusätzlichen Konvektion kann der Volumenstrom voreingestellt werden. Zum Schutz vor Verschmutzungen und zur leichteren Reinigung können alle IR-Strahler im Heizungsunterteil optional mit Glasabdeckungen versehen werden.

Abluftsystem und integrierte Absaugung

Das Abluftsystem sorgt unter anderem für die sichere Entfernung von Lösemitteln. Entsprechende Vorrichtungen sind am Ein- und Ausgang der Prozesskammer sowie zwischen den Heizzonen angebracht. Die Prozessabluft wird durch das Gebläse direkt der Hausabsaugung zugeführt. Die auszuhärtenden Substanzen und die freigesetzten Abdampfprodukte bestimmen die Absaugmenge. Die Absaugfunktion wird durch einen Drucksensor überwacht. Im Falle eines Problems schaltet die Heizung automatisch ab und der Einlauf neuer Baugruppen wird gestoppt. Somit können sich keine entzündlichen Gasgemische in der Anlage bilden.

Mit einem umfangreichen Portfolio an Trocknungssystemen – vom Durchlauftrockner in verschiedenen Ausführungen bis hin zu Magazintrocknern für das platzsparende Trocknen von mehreren Teilen gleichzeitig – ist Rehm der zuverlässige Partner für Ihre Brennstoffzellenfertigung.

Über Rehm Thermal Systems

Die Firma Rehm zählt als Spezialist im Bereich thermische Systemlösungen für die Elektronik- und Photovoltaikindustrie zu den Technologie- und Innovationsführern in der modernen und wirtschaftlichen Fertigung elektronischer Baugruppen. Als global agierender Hersteller von Reflow-Lötsystemen mit Konvektion, Kondensation oder Vakuum, Trocknungs- und Beschichtungsanlagen, Funktionstestsystemen, Equipment für die Metallisierung von Solarzellen sowie zahlreichen kundenspezifischen Sonderanlagen sind wir in allen relevanten Wachstumsmärkten vertreten. Vor allem der Bereich Beschichtungssysteme ist vor allem für die Hersteller von besonders sensibler Elektronik interessant, da sie präzises Lackieren mit der Konzentration auf das Wesentliche: den perfekten Schutz für Ihre Elektronik vereinen. Als kompetenter Partner mit mehr als 30 Jahren Branchenerfahrung realisieren wir innovative Fertigungslösungen, die Standards setzen.

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