Produzione di idrogeno | Pepperl+Fuchs

Sulla Terra, l'idrogeno si verifica solo in combinazione con altri elementi. Uno dei composti più noti e più comuni è il composto con ossigeno sotto forma di acqua. Per produrre idrogeno verde, l'acqua è divisa in molecole di idrogeno e ossigeno, in un processo elettrolitico che utilizza elettricità proveniente da energie rinnovabili. Questo avviene, ad esempio, con le membrane a scambio protonico (PEM). Esse sono situate in cosiddette celle PEM, costituite da diversi strati: il catodo e l'anodo racchiudono la membrana, e presentano ognuno degli strati catalitici. Insieme, questi strati formano il gruppo elettrodo a membrana (MEA). Insieme ad uno strato di diffusione del gas su entrambi i lati e a due piastre bipolari (BPP), formano una cella di elettrolisi PEM. Per ottenere la massima resa possibile nella produzione industriale di idrogeno, molte di queste celle sono impilate qui.

Una cella di elettrolisi PEM è costituita da più strati.

Produzione automatizzata di celle PEM e stack PEM

L'assemblaggio dei singoli strati di uno stack PEM è stato finora eseguito nella maggior parte dei casi manualmente, e richiede molto tempo. Per poter produrre grandi quantità in modo efficiente ed economico, è necessario aumentare l'automazione della produzione di stack. Ad esempio, i bracci robotici possono impilare gli strati di una cella di elettrolisi PEM e posizionare alternativamente un gruppo di elettrodi a membrana e una piastra bipolare uno sopra l'altro. Per garantire che non si verifichino errori, vi sono vari prodotti di Pepperl+Fuchs adatti per supportare la produzione automatizzata.

L'innovativa tecnologia dei sensori supporta la produzione automatizzata di stack PEM.

Doppelbogensensoren in der PEM-Stack-Produktion

Evitare i doppi strati con i sensori rilevamento foglio doppio

Nella produzione di celle e stack PEM, è necessario fare attenzione per garantire che nessuno strato sia posizionato uno sopra l'altro due volte. Se due gruppi di elettrodi a membrana sono accidentalmente posizionati uno sopra l'altro, la cella PEM non è funzionante e lo stack non è utilizzabile. Per evitare ciò, sono utilizzati i sensori rilevamento foglio doppio di Pepperl+Fuchs. Essi sono in grado di riconoscere più strati rilevando gli strati limite, ossia la transizione a un traferro. In questo modo, garantiscono che il braccio del robot prelevi solo un gruppo di elettrodi a membrana alla volta, e non ne prelevi accidentalmente due.

Ultraschallsensor F77 in der PEM-Stack-Produktion

Misurazione dell'altezza con i sensori ad ultrasuoni serie F77

Nella produzione di celle PEM, è necessario evitare anche strati doppi di piastre bipolari. I sensori ad ultrasuoni ad alta precisione della serie F77 possono aiutare a rilevare questi strati doppi. Misurando la distanza dalla piastra sottostante con una precisione di 0,2 mm, possono dedurre l'altezza della piastra e rilevare di conseguenza se due piastre bipolari si trovano accidentalmente uno sopra l'altro.

R100 thru-beam sensor in pem stack production

Posizionamento degli strati con fotocellule a sbarramento

L'impilamento dei vari strati di celle PEM deve essere molto preciso. In questo caso, i sensori fotoelettrici a sbarramento di Pepperl+Fuchs possono agevolare il posizionamento preciso degli strati. Possono rilevare i bordi con elevata precisione, e possono quindi rilevare in modo affidabile possibili strati sporgenti.

Comunicazione tramite IO-Link

I sensori innovativi di Pepperl+Fuchs per la produzione automatizzata di stack PEM sono dotati di interfacce IO-Link standardizzate. Ciò permette all'utente non solo di eseguire e modificare le impostazioni, ma anche di richiedere dati di stato. I master IO-Link associati trasmettono questi dati a sistemi di livello superiore tramite OPC UA in modo che possano essere utilizzati, ad esempio, per analisi e simulazioni. I sensori utilizzati soddisfano pertanto tutti i requisiti della moderna produzione in ambito di Industry 4.0.

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