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科倍隆助力石墨/樹脂基雙極板制造技術的研發

文章來源：塑料機械網更新時間：2021-10-29 16:22:16

在德國斯圖加特大學塑料技術研究所(IKT)、博世和馬修國際/ Saueressig公司的一個聯合項目里，科倍隆正在一起參與并致力于持續開發質子交換膜(PEM)燃料電池，以更有效地為日常移動設備提供能源。雙極板是燃料電池堆的核心元件，其熱塑性石墨樹脂基材料的實現，是這項工作的重點。超高的石墨填充率對工藝技術提出了挑戰，這是前所未見的。作為該項目的合作伙伴，科倍隆正在運用其豐富的專業知識，開發生產該物料所需的設備解決方案。

　　借助于科倍隆喂料增強專利技術(FET)，可以優化加工過程中喂料受限型物料的喂入。

　　石墨樹脂混合物制成的雙極板，由于其重量輕，很適合移動設備使用。它結合了電導率、導熱率和氣體不滲透性等綜合性能，同時比純石墨板具有顯著更高的機械性能。此外與金屬合金相比，它們在典型操作溫度下能夠承受更長時間的濕氣和酸性介質的環境。

　　科倍隆根據這一任務為自己設定目標：將多年來在喂料受限的塑料改性生產工藝中獲得的所有經驗，轉移到高含量石墨和低含量樹脂混合物的制備中，為未來的產業升級奠定基礎。

　　科倍隆化學應用工藝技術部負責人Markus Fiedler說：“我們主要關注兩個關鍵因素: 高比例的石墨——在這個項目中，石墨的填充量遠高于85%的重量百分比——同時低堆積密度需要特殊的設備將混合物送入擠出機，并增加擠出機的產量。因此我們需要設法將這個困難物料的喂料工藝優化整合到加工段中。與此同時，優化填料與樹脂的結合，以避免在配混過程中產生團聚和降解。”

　　FET技術與工藝優化

　　對于改善喂料這一需求，科倍隆使用了專利的喂料增強技術(FET)，這非常適用于更細的、未壓實的填料。側喂料機的喂料段設有多孔的透氣板，外部安裝了一個真空裝置，將混合物中的一部分空氣吸出來。物料的堆積密度因此增加，從而提高了側喂料機的喂料能力。

　　在本項目中，科倍隆 ZSK雙螺桿擠出機對樹脂填料的喂入進行了改進，以避免在配混過程中產生團聚和降解。

　　科倍隆開發了一種工藝優化的設備概念來均質配混產品。與此同時，我們正在使用數字化的三維流動仿真模擬技術(CFD)來虛擬和真實地優化樹脂和填料的混合過程。除此之外，科倍隆還開發了一種在線質量監測工具，用于檢測工藝和產品的質量波動，從而實現復合材料質量的實時調節。

　　Fiedler接著說：“所有合作伙伴都將他們各自領域擁有多年經驗、全面知識和高技能的精英參與到這個項目中。基于信任的密切合作與協調為項目的成功完成創造了首要條件。更重要的是，最終，在移動設備上使用燃料電池的進程可以縮短。

　　該項目在德國聯邦經濟事務和能源部的注冊號03ETB028B，縮寫為GrabaT(石墨基雙極板技術)。

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