用于对水电解的扩散层进行检查和冲剪的装置和方法与流程

本发明涉及一种用于对水电解的扩散层进行检查和冲剪(punching)的装置和方法。

背景技术：

1、本部分中的陈述仅仅提供与本发明相关的背景信息，并不构成现有技术。

2、聚合物电解质膜水电解(polymer electrolyte membrane water electrolysis，pemwe)系统中的阳极(或负极)经受苛刻的条件(例如，高电势和酸性环境)。由于pemwe系统的阳极电势大于或等于大约1.8v，这高于碳的腐蚀电势(其为0.207v)。因此，将具有钛材料的多孔隙传输层(porous transport layer，ptl)而非现有的具有碳材料的气体扩散层(gas diffusion layer，gdl)应用于阳极。

3、当浆料在ptl制造工艺中不均匀混合的情况下成型时，或者当热处理工艺中在特定位置发生温度偏差时，会发生不同的热收缩率，从而导致具有不均匀孔隙尺寸的较大孔隙的次品。

4、然而，不可能从视觉上识别孔隙尺寸的质量偏差。应当使用显微镜或扫描电子显微镜(scanning electron microscope，sem)设备检查ptl。实际上，使用光学显微镜或sem设备观察堆叠成一个堆叠所需的大量ptl是困难的，因为这需要相当长的时间、每小时人力(m/h)以及成本。

5、此外，ptl的性能根据其孔隙率而变化。例如，当孔隙率低时，欧姆超电势降低，但质量输送超电势增加。当孔隙率高时，欧姆超电势增加，但质量输送超电势降低。

技术实现思路

1、本发明已经解决了现有技术中产生的上述问题，同时完整地保持了由现有技术所实现的优点。

2、本发明的一方面提供一种用于对水电解的扩散层进行检查和冲剪的装置和方法以检查水电解扩散层的厚度、孔隙率和孔隙均匀性并且可以根据检查结果冲剪水电解的扩散层。

3、本发明要解决的技术问题不限于上述问题，并且本发明所属领域的普通技术人员应从随后的描述中清楚地理解本文中没有提及的任何其它技术问题。

4、根据本发明的一方面，一种用于对水电解的扩散层进行检查和冲剪的装置可以包括：第一检查仪和第二检查仪，第一检查仪检查水电解的扩散层的厚度；第二检查仪检查水电解的扩散层的孔隙率，所述装置进一步包括裁切机，所述裁切机检查水电解的扩散层的孔隙均匀性并且基于对厚度、孔隙率、孔隙均匀性或其组合中的至少一个进行检查的结果来裁切水电解的扩散层。

5、水电解的扩散层可以是具有钛材料的多孔隙传输层(ptl)。

6、第一检查仪可以包括以预定间隔辐射可见光或红外光的辐射装置和接收可见光或红外光的光学接收器，并且第一检查仪可以测量光学接收器接收到可见光或红外光的位置。

7、第二检查仪可以测量水电解的扩散层的重量并且基于水电解的扩散层的称重表面的面积、厚度和材料的密度来计算水电解的扩散层的重量。所述第二检查仪可以利用计算的重量和测量的重量来计算孔隙率。

8、所述装置可以进一步包括标记器，所述标记器在水电解的扩散层的一个端面标记由第一检查仪、第二检查仪或其组合检查的结果。

9、所述裁切机可以利用辐射到水电解的扩散层的光穿过水电解的扩散层时的光来检查水电解的扩散层的孔隙尺寸的均匀程度。

10、当孔隙均匀性在预定的设计数值范围内时，所述裁切机可以将水电解的扩散层冲剪到预定的目标尺寸，并且当孔隙均匀性超出预定的设计数值范围时，所述裁切机可以不对水电解的扩散层进行冲剪。

11、根据本发明的另一方面，一种用于对水电解的扩散层进行检查和冲剪的方法可以包括：检查水电解的扩散层的厚度、水电解的扩散层的孔隙率、水电解的扩散层的孔隙均匀性或其组合中的至少一个；基于对厚度、孔隙率、孔隙均匀性或其组合中的至少一个进行检查的结果来裁切水电解的扩散层。

12、水电解的扩散层可以是具有钛材料的多孔隙传输层(ptl)。

13、检查可以包括以预定间隔辐射可见光或红外光以及测量接收到可见光或红外光的位置。

14、检查可以包括：测量水电解的扩散层的重量；基于水电解的扩散层的称重表面的面积、厚度和材料的密度来计算水电解的扩散层的重量；以及利用计算的重量和测量的重量来计算孔隙率。

15、所述方法可以进一步包括将对厚度、孔隙率或其组合中的至少一个进行检查的结果标记在扩散层的一个端面。

16、检查可以包括向水电解的扩散层辐射光以及利用穿过水电解的扩散层的光来检查水电解的扩散层的孔隙尺寸的均匀程度。

技术特征：

1.一种用于对水电解的扩散层进行检查和冲剪的装置，所述装置包括：

2.根据权利要求1所述的用于对水电解的扩散层进行检查和冲剪的装置，其中，所述水电解的扩散层是具有钛材料的多孔隙传输层。

3.根据权利要求1所述的用于对水电解的扩散层进行检查和冲剪的装置，其中，所述第一检查仪包括：

4.根据权利要求1所述的用于对水电解的扩散层进行检查和冲剪的装置，其中，所述第二检查仪配置为：

5.根据权利要求1所述的用于对水电解的扩散层进行检查和冲剪的装置，其进一步包括：

6.根据权利要求1所述的用于对水电解的扩散层进行检查和冲剪的装置，其中，所述裁切机配置为利用辐射到水电解的扩散层的光穿过水电解的扩散层时的光来检查水电解的扩散层的孔隙尺寸的均匀程度。

7.根据权利要求1所述的用于对水电解的扩散层进行检查和冲剪的装置，其中，所述裁切机配置为：

8.一种用于对水电解的扩散层进行检查和冲剪的方法，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述水电解的扩散层是具有钛材料的多孔隙传输层。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，检查包括：

11.根据权利要求8所述的方法，其中，检查包括：

12.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括：

13.根据权利要求8所述的方法，其中，检查包括：

技术总结
本发明提供一种用于对水电解的扩散层进行检查和冲剪的装置和方法。所述装置包括第一检查仪、第二检查仪和裁切机，所述第一检查仪检查水电解的扩散层的厚度，所述第二检查仪检查水电解的扩散层的孔隙率，所述裁切机检查水电解的扩散层的孔隙均匀性并且基于对厚度、孔隙率、孔隙均匀性或其组合中的至少一个进行检查的结果来裁切水电解的扩散层。

技术研发人员：李必泳,朴泳俊
受保护的技术使用者：现代自动车株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24