En el contexto de una transición energética global cada vez más acelerada, las pilas de combustible de hidrógeno, como importante fuente de energía limpia, abren oportunidades de desarrollo sin precedentes. El conjunto de membrana-electrodo (MEA), componente central de una pila de combustible, afecta directamente la eficiencia y la vida útil de todo el sistema celular. Entre estos, el proceso de preparación del papel de carbono de la capa de difusión de gas (GDL), en particular el proceso de curado y moldeo, determina directamente la porosidad, la conductividad y la resistencia mecánica de la GDL.
Cuatro problemas fundamentales y soluciones en la producción de papel carbón GDL
Para los fabricantes de papel carbón GDL para pilas de combustible de hidrógeno, la clave para conquistar el mercado reside en la capacidad de producir papel carbón de alto rendimiento con excelente consistencia de forma estable, eficiente y rentable. Los equipos de producción tradicionales (como las prensas planas y las prensas de rodillos) plantean numerosos obstáculos para la producción a gran escala.
Problema 1: Mala consistencia del producto, baja tasa de rendimiento y dificultad en la entrega masiva
Dilema tradicional: Las prensas planas tradicionales se ven afectadas por la precisión de procesamiento de las placas de prensado en caliente y la deformación térmica de estas tras el calentamiento, lo que resulta en una gran desviación en la uniformidad del espesor del papel carbón curado. Además, el método de prensado intermitente solo permite la producción de hojas de dimensiones específicas, lo que imposibilita ofrecer a los clientes rollos de diversos tamaños. El prensado tradicional con rodillos aplica presión mediante contacto lineal, disminuyendo desde el centro de los rodillos hacia los extremos, lo que provoca que el papel carbón quede tenso en el centro y suelto en los bordes. Esto conduce directamente a un espesor desigual y una distribución irregular de los poros. Incluso dentro del mismo lote, o incluso dentro de la misma hoja de papel carbón, el rendimiento puede fluctuar, con rendimientos que rondan el 85 % a largo plazo, lo que supone un alto riesgo para la entrega de pedidos a gran escala.
Solución de presión isostática Mingke: La tecnología isostática logra una verdadera presión uniforme de contacto superficial, basada en la ley de Pascal de la mecánica de fluidos. Similar a la presión hidrostática en las profundidades marinas, actúa uniformemente sobre cada punto del papel carbón desde todas las direcciones.
ResultadosEfecto:
- Consistencia de espesor:Estabilice las tolerancias de espesor desde una docena de micrones hasta dentro de±3μm.
- Uniformidad de poros: La porosidad se puede mantener de manera constante en un alto estándar del 70% ±2%.
- Mejora del rendimiento: la tasa de rendimiento aumentó del 85% a más del 99%, lo que permite una entrega estable, a gran escala y de alta calidad.
Punto débil 2: baja eficiencia de producción, importantes cuellos de botella en la capacidad y altos costos
Dilema tradicional: La mayoría de los procesos de laminación de alta calidad se basan en lotes, como un horno doméstico, que hornea un lote a la vez. El ritmo de producción es lento, los equipos se encienden y apagan con frecuencia, el consumo de energía es elevado, la dependencia de la mano de obra es considerable y el límite de capacidad es fácilmente alcanzable.
Solución Isostática Mingke: La prensa isostática de doble banda está diseñada esencialmente como un túnel de alta temperatura y alta presión de funcionamiento continuo. El sustrato entra por un extremo, pasa por un proceso completo de compactación, curado y enfriamiento, y sale continuamente por el otro extremo.
Efectos de la solución:
- Salto de producción: permite una producción continua de 24 horas, con velocidades que alcanzan los 0,5-2,5 metros por minuto y una producción anual de hasta 1 millón de metros cuadrados por línea de producción, aumentando la eficiencia en más de cinco veces.
- CostoDilución:El efecto de escala de producción continua reduce significativamente los costos de depreciación, energía y mano de obra por metro cuadrado.Las mediciones tienenespectáculonque los costes totales de producción pueden reducirse en un 30%.
- Ahorro de mano de obra: El alto nivel de automatización permite una reducción del 67% de operadores por turno.
Punto débil 3: Ventana de proceso estrecha, altos costos de depuración por ensayo y error e innovación limitada
Dilema tradicional: El rendimiento del papel carbón GDL es extremadamente sensible a las curvas de temperatura y presión. Los equipos tradicionales no pueden controlar la temperatura con precisión y tienen una única curva de presión, lo que dificulta replicar con precisión el proceso óptimo del laboratorio. ¿Desea probar una nueva fórmula o estructura? El ciclo de depuración es largo, la tasa de defectos es alta y el costo del ensayo y error es abrumador.
Solución de presión estática Mingke: proporciona una plataforma de proceso altamente flexible y controlable con precisión.
Efectos de la solución:
- Control de temperatura preciso: Control de temperatura independiente de múltiples zonas con precisión de hasta ±0,5 ℃, lo que garantiza un curado perfecto de la resina.
- Presión ajustable: la presión se puede configurar y mantener con precisión dentro del rango de 0 a 12 bar para lograr la máxima uniformidad.
- ProcesoRescateUna vez encontrados los parámetros óptimos, se pueden “bloquear” con un clic en el sistema, logrando una reproducibilidad del proceso del 100% y asegurando un rendimiento estable del producto.
- Potenciar la I+D: Nanjing Mingke cuenta actualmente con dos ddobleMáquinas de prueba de prensas isostáticas de banda, que proporcionan una plataforma de pruebas confiable y de producción para la investigación y el desarrollo de nuevos materiales y estructuras, reduciendo significativamente las barreras y los riesgos de innovación. Al mismo tiempo, para startups con capital inicial limitado y dificultades para adquirir equipos, se pueden ofrecer servicios de fabricación por contrato de lotes pequeños, con una duración de entre una semana y un mes, para mejorar la capacidad de entrega de productos de papel carbón, ayudar a las empresas a ejecutar la producción piloto preliminar, reducir la gran inversión inicial en equipos y...reducirriesgos.
Punto de dolor 4:Residuos de desbordamiento de pegamento de curado de resina fenólica, alta pérdida de papel desmoldante o material auxiliar del agente desmoldantes.
Dilema tradicional: Tras el curado de la resina fenólica, es difícil separarla de la placa de prensa o de la banda de acero. Las empresas tradicionales suelen utilizar desmoldantes o papel desmoldante para el proceso de desmoldeo, pero los desmoldantes o papeles desmoldantes de alta calidad son caros, y su alto consumo durante la producción incrementa el coste de producción del papel carbón, lo que perjudica la competitividad del mercado.
Solución isostática de Mingke: la prensa isostática de doble correa de acero de Mingke permite a los clientes elegir correas de acero de prensa cromadas.
Efecto de la solución: Mediante pruebas internas realizadas en la fábrica de Mingke con bandas de acero cromado sobre papel carbón de curado, se demostró que, en comparación con las bandas de acero prensado tradicionales, las bandas de acero cromado ofrecen un mejor curado de resina y un mejor rendimiento de desmoldeo. El exceso de pegamento es más fácil de eliminar, y al usar un cepillo de limpieza móvil, el pegamento restante en la superficie de la banda de acero se elimina fácilmente, lo que ayuda a los clientes a reducir los costos de desmoldantes y papel desmoldante. La capa de cromo sobre la superficie de la banda de acero mejora significativamente su dureza y resistencia al desgaste. Además, la densa película de óxido formada por la capa de cromo sobre la superficie de la banda de acero bloquea eficazmente la erosión por oxígeno, agua y otros elementos corrosivos, prolongando así su vida útil.
Para los usuarios que han dependido durante mucho tiempo de equipos importados, Nanjing Mingke, como empresa nacional, ofrece una mejor solución:
- Sustitución interna: Romper el monopolio importador, con ventajas en costos de compra y mantenimiento de equipos.
- Respuesta de servicio rápida: soporte técnico las 24 horas, ingenieros en el sitio dentro de las 48 horas, abordando por completo la lenta respuesta posventa y los largos ciclos de repuestos de los equipos importados.
Resultados reales de la aplicación: creación de valor significativo para los clientes
Después de que una conocida empresa de pilas de combustible de hidrógeno adoptara la prensa de cinta de acero doble isostática Minke, logró resultados notables en la producción de papel carbón GDL.
- Mejora significativa en el rendimiento del producto: aumentó del 85% en procesos tradicionales a más del 99%.
- Mejora notable en la eficiencia de producción: la capacidad de producción diaria alcanza los 3.000 metros cuadrados.
- Consumo energético reducido: el consumo energético general se redujo en un 35%.
Optimización del rendimiento del producto:
- Uniformidad de porosidad: 70% ± 2%
- Resistividad en el plano: < 5 mΩ·cm
- Resistividad a través del plano: < 8 mΩ·cm²
- Resistencia a la tracción: > 20 MPa- Uniformidad de espesor: ±3 μm
Completosistema de servicio y soporte técnico
Nankín MingkeProcesoSystems Co., Ltd. ofrece a sus clientes un servicio técnico integral:
1. Apoyo al desarrollo de procesos
AEl equipo técnico profesional ayuda a los clientes a optimizar los parámetros del proceso y ajustar el equipo, garantizando que el equipo cumpla con los requisitos específicos del proceso de producción.
2. Servicios de equipos personalizados
Proporcionar servicios de equipos personalizados según las necesidades especiales de los clientes, incluidos tamaños especiales, configuraciones especiales, etc.
3. Servicios de instalación y puesta en marcha
Un equipo de ingenieros experimentado brinda servicios de instalación y puesta en marcha en el sitio para garantizar que el equipo pueda ponerse rápidamente en producción.
4. Capacitación técnica
Ofrecemos capacitación completa en operación y mantenimiento para garantizar que los clientes puedan operar y mantener el equipo de manera competente.
5. Soporte posventa
Establecer un mecanismo de respuesta rápida las 24 horas para brindar un servicio posventa y soporte técnico oportunos, garantizando una producción ininterrumpida.
La industria tiene amplias perspectivas de aplicación.
La prensa de banda de acero doble isostática estática Mingke no solo es adecuada para la producción de papeles de carbono GDL para celdas de combustible de hidrógeno, sino que también se puede aplicar ampliamente en múltiples campos:
- Pilas de combustible: Papel carbón GDL, preparación de la capa de catalizador;
- Baterías de estado sólido: compactación de láminas de electrodos y molmuerto;
- Materiales compuestos: preparación preimpregnada de fibra de carbono;
- Papel especial: compactación y moldeo de alta densidad;
- Nuevos materiales energéticos: preparación de diversos materiales funcionales de película delgada.
Ventajas de la prensa isostática de doble banda de acero Mingke:
Nanjing Mingke ha dedicado diez años a perfeccionar su tecnología y sigue invirtiendo en la investigación y el desarrollo de prensas isostáticas de doble banda de acero. Actualmente, cuenta con prensas de alta temperatura que alcanzan los 400 °C con una precisión de presión controlada dentro del ±2 %. Gracias a esta experiencia tecnológica, Mingke es la mejor opción para prensas de curado de papel carbón si se considera la relación calidad-precio y el mínimo riesgo. Actualmente, la mayoría de las empresas nacionales de curado de papel carbón rollo a rollo eligen a Nanjing Mingke como socio.
Hora de publicación: 09-oct-2025