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工業(yè)CT，助力燃料電池技術(shù)發(fā)展全階段

發(fā)布者：admin 點(diǎn)擊：3160 發(fā)布時(shí)間：2022-1-18

汽車(chē)行業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，尤其是新能源汽車(chē)（NEV）的發(fā)展。目前在交通運(yùn)輸中，電動(dòng)汽車(chē)是驅(qū)動(dòng)技術(shù)更迭的焦點(diǎn)，但電驅(qū)技術(shù)仍在個(gè)別方面存在局限性。除了快速發(fā)展的動(dòng)力電池技術(shù)之外，氫氣也可以作為長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)奶娲剂?，氫燃料電池被認(rèn)為是未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)。

燃料電池作為一項(xiàng)全新技術(shù)，與內(nèi)燃機(jī)完全不同，從制造商到供應(yīng)商的整個(gè)制造鏈都需要重新考量。RX Solutions創(chuàng)新的工業(yè)CT技術(shù)，通過(guò)提供一系列創(chuàng)新的質(zhì)量保證解決方案確保電動(dòng)汽車(chē)的可靠性、效率和安全性，來(lái)幫助燃料電池行業(yè)應(yīng)對(duì)這一轉(zhuǎn)變。

什么是燃料電池？

燃料電池不是燃料燃燒來(lái)發(fā)電，而是通過(guò)氫氣和空氣產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)從而為電動(dòng)機(jī)供電。只要有燃料供應(yīng)，它就能像電池一樣產(chǎn)生工作，產(chǎn)生電能和熱量。燃料電池由正極、負(fù)極和夾在正負(fù)極中間的電解質(zhì)板所組成。

燃料電池堆是最重要的組成部分。單個(gè)燃料電池只能產(chǎn)生少量電力，這就是為什么工程師通過(guò)雙極板將它們分層堆疊的原因。在一輛乘用車(chē)?yán)?，一個(gè)完整的電池堆可以多達(dá)400個(gè)燃料電池。并且對(duì)于更高的功率要求，可以相應(yīng)地增加堆疊的數(shù)量。

反應(yīng)過(guò)程：2H?+O? → 2H?O

然而，大規(guī)模制造像燃料電池堆這樣復(fù)雜的系統(tǒng)并非易事。每一個(gè)燃料電池堆都需要有非常高的效率。

二氧化碳零排放

目前氫氣是一個(gè)熱門(mén)話題，因?yàn)闅W盟和世界上大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家都同意到2050年實(shí)現(xiàn)零排放。從2024年到2030年，氫技術(shù)必須成為推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型綜合解決方案的關(guān)鍵部分。從2030年起到2050年，可再生氫技術(shù)應(yīng)達(dá)到成熟，并大規(guī)模應(yīng)用，對(duì)于無(wú)法使用其他替代品的行業(yè)進(jìn)行脫碳。氫能推動(dòng)全球碳中和，是一種有效的零排放技術(shù)。到2050年，與交通運(yùn)輸相關(guān)的溫室氣體排放量需要減少90%。氫燃料電池和電動(dòng)電池將為消費(fèi)者提供兩種“驅(qū)動(dòng)方式”，將用于滿(mǎn)足不同消費(fèi)者的需求。

制氫的幾種方法

氫氣可以用幾種方法生產(chǎn)：高溫反應(yīng)法、電解法、太陽(yáng)能生物法。但產(chǎn)生的氫氣由于其能量密度非常低，儲(chǔ)存就相當(dāng)復(fù)雜。此外，氫氣作為易燃性氣體，一旦與空氣形成混合物則具有爆炸性，而這種風(fēng)險(xiǎn)需要降低到能投入公共使用的水平。而工業(yè)CT可以檢測(cè)儲(chǔ)罐的質(zhì)量，以確保儲(chǔ)存氫氣的可靠性和安全性，在投放市場(chǎng)和公共安全方面扮演了重要的角色。

工業(yè)CT，助力燃料電池汽車(chē)全階段（FCEV）

工業(yè)CT作為一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，涵蓋了從納米尺度到微米尺度的應(yīng)用，適用于燃料電池生產(chǎn)的每一個(gè)步驟，無(wú)論是研發(fā)階段還是批量生產(chǎn)，都可以依靠工業(yè)CT把控質(zhì)量。

1、納米級(jí)工業(yè)CT——適用于研發(fā)階段

X射線納米層析成像，也成為納米級(jí)工業(yè)CT，是一種高達(dá)亞微米分辨率的三維渲染技術(shù)。這一技術(shù)是基于現(xiàn)有微米級(jí)工業(yè)CT的進(jìn)一步發(fā)展，當(dāng)空間分辨率提高時(shí)，單位內(nèi)零件的結(jié)構(gòu)更為清晰?！凹{米”用于強(qiáng)調(diào)橫截面的像素尺寸在納米范圍內(nèi)，因此這種新技術(shù)被成為“納米級(jí)工業(yè)CT”。

納米級(jí)工業(yè)CT是一種能以高分辨率獲得電極內(nèi)部3D微觀結(jié)構(gòu)的強(qiáng)大方法。質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC），也稱(chēng)為聚合物電解質(zhì)膜（PEM）燃料電池，是反應(yīng)氣體氫和氧的電化學(xué)交換產(chǎn)生電能的地方。工業(yè)CT能直接觀測(cè)到這些堆疊體積內(nèi)的缺陷，并顯示其在電化學(xué)反應(yīng)后的演變，有助于技術(shù)人員更好理解產(chǎn)生缺陷的原因及改善電池制造過(guò)程，使其發(fā)揮******的利用價(jià)值。

2、微米級(jí)工業(yè)CT——適用于質(zhì)量把控

在微米級(jí)精度上，工業(yè)CT可以以非破壞性的方式對(duì)將充滿(mǎn)氫氣的儲(chǔ)罐進(jìn)行掃描。氫氣儲(chǔ)存罐用于在高壓下儲(chǔ)存氫氣，工業(yè)CT能以無(wú)損方式檢查和觀測(cè)整個(gè)儲(chǔ)罐的外部和內(nèi)部情況，避免造成氫氣泄漏，與氧氣接觸造成安全隱患。

氫燃料儲(chǔ)罐由碳纖維復(fù)合材料或碳纖維與金屬合金復(fù)合材料制成。儲(chǔ)罐的內(nèi)部管線為高分子量聚合物，用作氫氣滲透屏障。工業(yè)CT可以了解復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)以及控制和檢查最終裝配，對(duì)其進(jìn)行全面檢查，以尋找儲(chǔ)罐可能存在的孔隙和裂縫。

3、制造過(guò)程中的在線檢查

搭配工業(yè)CT，燃料電池電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)線可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控，可以直接檢測(cè)缺陷或漂移。同時(shí)工業(yè)CT提供了必要的靈活性，隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)幾秒鐘完成對(duì)零件的掃描。對(duì)零件外部和內(nèi)部特性的快速反饋，使得制造過(guò)程變得更加高效。

新能源電動(dòng)汽車(chē)的部件比燃燒式汽車(chē)少，但需要進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查。工業(yè)CT作為一種新型的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，適用于研發(fā)制造的全過(guò)程。

工業(yè)CT在氫燃料電池技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

·使用于單個(gè)組件、完整組件

·適用于產(chǎn)品的整個(gè)生命周期

·對(duì)內(nèi)外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢查

·僅單次掃描可完成多種分析

·節(jié)約時(shí)間成本、提高工作效率

·輕松實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化重復(fù)工作，包括對(duì)周期性重復(fù)工件可以實(shí)現(xiàn)輕松復(fù)制分析

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