Qualitätssicherung für Elektrolyseure

Herausforderung

Damit Gas und Kühlmittel effizient durch die speziell entwickelten Mikrostrukturen strömen können, ist eine präzise Maßhaltigkeit der Außenkonturen, Aussparungen und geometrischen Elemente erforderlich. Diese Genauigkeit stellt sicher, dass die Stapelausrichtung korrekt erfolgt und somit die optimale Leistung gewährleistet ist.

Unsere Lösung

Die chromatische Weißlichtmessung wird mit einem ZEISS DotScan Sensor durchgeführt, der an einem ZEISS KMG mit einem rotierenden Messkopf installiert ist. Eine vollständige Bewertung der Bauteiloberfläche kann mithilfe der optischen 3D-Scantechnologie durch ZEISS ATOS Sensoren erfolgen. Für eine detaillierte Bildgebung bietet das Lichtmikroskop ZEISS Axio Imager 2 eine umfassende 3D-Analyse polierter Mikroskopaufnahmen. Zur optimalen Vorbereitung für das Fügen und Stapeln der Platten wird eine optische Konturmessung mit ZEISS O-INSPECT durchgeführt.

Die Kombination von ZEISS KMGs, optischen Lösungen und Mikroskopielösungen gewährleistet präzise und zuverlässige Messungen sowie Bewertungen.

Herausforderung

Die Effizienz von Elektrolyseuren hängt maßgeblich von der Qualität der Bipolarplatten-Beschichtung ab. Um Ausfälle und Leistungseinbußen zu vermeiden, müssen die Korrosionsschutzbeschichtungen sorgfältig auf Risse, Blasen und Defekte geprüft werden, während die dünnen Stahlschichten auf Oberflächenfehler kontrolliert werden.

Eine gründliche Vermeidung von Verunreinigungen ist ebenfalls entscheidend, um optimale Leistung und eine lange Lebensdauer sicherzustellen. Stichprobentests gewährleisten die Konsistenz der Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs). Die sorgfältige Überprüfung auf Beschichtungsfehler sichert die Zuverlässigkeit des gesamten Systems.  

Unsere Lösung

Die ZEISS VMMs, Mikroskopie- und Röntgenlösungen ermöglichen eine hochpräzise Analyse. Partikel werden mit dem ZEISS Axio Zoom V.16 erkannt, elektronenmikroskopisch analysiert und mit der ZEISS Software verarbeitet. Dabei werden Merkmale wie Größe, Form, Menge, Zusammensetzung, Herkunft und Metallgehalt für die Partikel erfasst, die größer als 5 μm sind. Die Schichtkontinuität und -dicke werden mit dem ZEISS Axio Imager, der für präzise optische Inspektionen steht, bewertet. Die zerstörungsfreie 3D-Volumenerfassung erfolgt mit dem ZEISS Xradia 620 Versa, das über eine zweistufige Vergrößerung verfügt.

ZEISS O-INSPECT duo ermöglicht darüber hinaus eine automatisierte hochauflösende Bildgebung. Die Quantifizierung der Rauheit und Topografie beschichteter Platten im Nanometerbereich wird mit dem ZEISS LSM 900 Weitfeld-Konfokalmikroskop durchgeführt. 

Herausforderung

Die präzise seitliche Ausrichtung der Platten und die Einhaltung der Gesamthöhe stellen eine der größten Herausforderungen bei Elektrolyseur-Stapeln dar. Um die Einheitlichkeit der Stapelschichten und ihrer Eigenschaften sicherzustellen, ist eine kontinuierliche Überwachung der Komponenten, wie Bipolarplatten und Membran-Elektroden-Baugruppen, unerlässlich. Während des Betriebs ist es entscheidend, die Stapelkomprimierung und Toleranzen zu kontrollieren, um eine optimale Funktionalität und Effizienz zu erreichen.

Unsere Lösung

Die Messtechnologie für Elektrolyseure umfasst präzise Messmethoden zur Überprüfung der Stapelausrichtung, der geometrischen Spezifikationen und der Oberflächenqualität. Dazu gehören sowohl berührungslose Verfahren, wie der Einsatz des ZEISS DotScan-Sensors, als auch taktile Messungen mit ZEISS Koordinatenmessgeräten (KMG). Diese Technologie gewährleisten eine exakte Kontrolle der Komponenten und trägt entscheidend zur Optimierung der Gesamtleistung und Zuverlässigkeit der Elektrolyseursysteme bei.

Herausforderung

Die Herausforderung liegt in der Einhaltung enger Toleranzen, um die betriebliche Effizienz zu maximieren, Leckagen zu verhindern und eine reibungslose Leistung sicherzustellen. Zusätzlich müssen unterschiedliche Konstruktionen und Durchsätze auf das zu komprimierende Gesamtvolumen abgestimmt sein.

Unsere Lösung

Zur Erfassung aller relevanten Maße kommen hochpräzise Koordinatenmessgeräte (KMG) zum Einsatz, ergänzt durch ein Multi-Applikations-Sensor-System (MASS). Diese Kombination gewährleistet die präzise seitliche Ausrichtung der einzelnen Platten sowie der Gesamthöhe, was für den ordnungsgemäßen Betrieb unerlässlich ist.