Producción de Hidrógeno
En la Tierra, el hidrógeno sólo se encuentra en combinación con otros elementos. Uno de los compuestos más conocidos y comunes es el compuesto con oxígeno en forma de agua. Para producir hidrógeno verde, el agua se divide en moléculas de hidrógeno y oxígeno mediante un proceso de electrólisis utilizando electricidad procedente de energías renovables. Esto se hace, por ejemplo, con membranas de intercambio de protones (PEM). Estos se encuentran en las llamadas células PEM, que constan de diferentes capas: el cátodo y el ánodo encierran la membrana y cada uno de ellos está provisto de capas de catalizador. Juntas, estas capas forman el conjunto de electrodos de membrana (MEA). Junto con una capa de difusión de gas en ambos lados y dos placas bipolares (BPP), forman una celda de electrólisis PEM. Para lograr el mayor rendimiento posible en la producción industrial de hidrógeno, aquí se apilan varias células de este tipo.
Una celda de electrólisis PEM consta de varias capas.
Producción automatizada de células PEM y pilas PEM
Hasta ahora, el montaje de las distintas capas de una pila de PEM se realizaba principalmente de forma manual y requería mucho tiempo. Para poder producir grandes cantidades de forma eficiente y económica, se requiere una mayor automatización de la producción de pilas. Por ejemplo, los brazos robóticos pueden apilar las capas de una celda de electrólisis PEM y colocar alternativamente MEA y BPP uno encima del otro. Para garantizar que no se produzcan errores en este caso, varios productos de Pepperl+Fuchs son adecuados para respaldar la producción automatizada.
La innovadora tecnología de sensores respalda la producción automatizada de pilas de PEM.
Al producir pilas y celdas PEM, se debe tener cuidado de garantizar que ninguna capa se coloque dos veces una encima de la otra. Si dos MEA se colocan accidentalmente uno encima del otro, la celda PEM no funciona y la pila queda inutilizable. Para evitarlo, se utilizan sensores de doble hoja de Pepperl+Fuchs. Son capaces de reconocer varias capas detectando capas límite, es decir, la transición a un espacio de aire. De esta forma, garantizan que el brazo robótico solo recoja un MEA a la vez y no recoja dos accidentalmente.
También se deben evitar capas dobles de placas bipolares al producir células PEM. Los sensores ultrasónicos de alta precisión de la serie F77 pueden ayudar a detectar estas capas dobles. Midiendo la distancia a la placa subyacente con una precisión de 0,2 mm, pueden inferir la altura de la placa y, en consecuencia, detectar si dos BPP están accidentalmente uno encima del otro.
El apilamiento de las distintas capas de células PEM debe ser muy preciso. En este caso, los sensores fotoeléctricos de barrera de Pepperl+Fuchs pueden ayudar con el posicionamiento exacto de las capas. Son capaces de detectar bordes con alta precisión y, por lo tanto, pueden detectar de forma fiable posibles capas sobresalientes.
Comunicación a través de IO-Link
Los innovadores sensores de Pepperl+Fuchs para la producción automatizada de pilas de PEM cuentan con interfaces IO-Link estandarizadas. Esto permite a los usuarios no sólo realizar y cambiar configuraciones, sino también consultar datos de estado. Los maestros IO-Link asociados transmiten estos datos a través de OPC UA a sistemas superiores, de modo que puedan utilizarse, por ejemplo, para análisis y simulaciones. Por tanto, los sensores utilizados cumplen todos los requisitos de la producción moderna en el sentido de la Industria 4.0.
IO-Link, una interfaz abierta estandarizada internacionalmente y compatible con varios proveedores, es una parte integral de las soluciones Sensorik4.0® de Pepperl+Fuchs. Más información sobre la tecnología de comunicación inteligente…
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Pepperl + Fuchs es líder en el desarrollo y la fabricación de sensores electrónicos y componentes para el mercado de la automatización global. Su incesante innovación, calidad duradera y crecimiento constante garantizan el éxito continuado, desde hace más de 70 años. Pepperl + Fuchs emplea a 6.300 personas en todo el mundo y cuenta con fábricas en Alemania, EE.UU., Singapur, Hungría, Indonesia y Vietnam, la mayoría de ellas con certificado ISO 9001.