مكبس مينغكي ذو الحزام الفولاذي المزدوج متساوي الضغط: ريادة في تقنية معالجة ورق الكربون لطبقة نشر الغاز في خلايا وقود الهيدروجين

في ظلّ تسارع وتيرة التحوّل العالمي في مجال الطاقة، تُتيح خلايا وقود الهيدروجين، بوصفها ناقلاً هاماً للطاقة النظيفة، فرصاً تنموية غير مسبوقة. وتؤثر مجموعة غشاء القطب الكهربائي (MEA)، باعتبارها المكوّن الأساسي لخلية الوقود، تأثيراً مباشراً على كفاءة وعمر نظام الخلية بأكمله. ومن بين هذه العوامل، تُحدّد عملية تحضير طبقة نشر الغاز (GDL) المصنوعة من ورق الكربون، ولا سيما عملية المعالجة والتشكيل، بنية المسامية والتوصيلية والقوة الميكانيكية لطبقة نشر الغاز.

أربع نقاط ضعف رئيسية وحلولها في إنتاج ورق الكربون بتقنية GDL

بالنسبة لمصنعي ورق الكربون المستخدم في خلايا وقود الهيدروجين، يكمن مفتاح النجاح في السوق في قدرتهم على إنتاج ورق كربون عالي الأداء يتميز بتجانس ممتاز، وبطريقة مستقرة وفعالة واقتصادية. وتشكل معدات الإنتاج التقليدية (مثل مكابس الصفائح ومكابس الأسطوانات) عقبات عديدة أمام الإنتاج على نطاق واسع.

المشكلة الأولى: ضعف اتساق المنتج، وانخفاض معدل الإنتاج، وصعوبة التوزيع بكميات كبيرة

المعضلة التقليدية: تتأثر مكابس الطباعة المسطحة التقليدية بدقة معالجة ألواح الضغط الساخن والتشوه الحراري للألواح بعد التسخين، مما ينتج عنه تباين كبير في تجانس سماكة ورق الكربون المعالج. إضافةً إلى ذلك، لا تسمح طريقة الضغط المتقطع إلا بإنتاج صفائح بأبعاد محددة، مما يجعل من المستحيل تزويد العملاء بلفائف بأحجام متنوعة. يطبق الضغط التقليدي باللفائف الضغط من خلال التلامس الخطي، حيث يتناقص الضغط من مركز اللفائف باتجاه الأطراف، مما يجعل ورق الكربون مشدودًا في المنتصف وفضفاضًا عند الحواف. يؤدي هذا مباشرةً إلى سماكة غير متساوية وتوزيع غير متجانس للمسام. حتى ضمن نفس الدفعة، أو حتى نفس ورقة ورق الكربون، يمكن أن يتذبذب الأداء، حيث تتراوح الإنتاجية حول 85% على المدى الطويل، مما يشكل خطرًا كبيرًا على تسليم الطلبات واسعة النطاق.

حل مينغكي للضغط المتساوي: تحقق تقنية الضغط المتساوي ضغطًا موحدًا حقيقيًا على سطح الورق الكربوني، استنادًا إلى قانون باسكال في ميكانيكا الموائع. وكما هو الحال في الضغط الهيدروستاتيكي في أعماق البحار، فإنه يؤثر بشكل متساوٍ على كل نقطة من الورق الكربوني من جميع الاتجاهات.

نتائجتأثير:

- ثبات السماكة:تثبيت تفاوتات السماكة من عشرات الميكرونات إلى أقل من±3μm.

- توحيد المسام: يمكن الحفاظ على المسامية باستمرار عند مستوى عالٍ يبلغ 70٪ ±2٪.

- تحسين الإنتاجية: ارتفع معدل الإنتاجية من 85% إلى أكثر من 99%، مما يتيح تسليمًا مستقرًا وواسع النطاق وعالي الجودة.

المشكلة الثانية: انخفاض كفاءة الإنتاج، واختناقات بارزة في الطاقة الإنتاجية، وارتفاع التكاليف

المعضلة التقليدية: تعتمد معظم عمليات التغليف عالية الجودة على نظام الدفعات، مثل فرن المنزل، حيث تُخبز دفعة واحدة في كل مرة. وتيرة الإنتاج بطيئة، ويتم تشغيل وإيقاف المعدات بشكل متكرر، واستهلاك الطاقة مرتفع، والاعتماد على العمالة كبير، والحد الأقصى للطاقة الإنتاجية في متناول اليد.

حل مينغكي المتساوي الضغط: تم تصميم مكبس الضغط المتساوي ذو الحزام المزدوج بشكل أساسي على أنه "نفق عالي الحرارة وعالي الضغط" يعمل بشكل مستمر. يدخل الركيزة من أحد طرفيه، ويخضع لعملية كاملة من الضغط والمعالجة والتبريد، ويتم إخراجها بشكل مستمر من الطرف الآخر.

تأثيرات المحلول:

- قفزة الإنتاج: تُمكّن من الإنتاج المستمر على مدار 24 ساعة، بسرعات تصل إلى 0.5-2.5 متر في الدقيقة، وإنتاج سنوي يصل إلى مليون متر مربع لكل خط إنتاج، مما يزيد الكفاءة بأكثر من خمسة أضعاف.

- يكلفتخفيفيؤدي تأثير حجم الإنتاج المستمر إلى خفض تكاليف الاستهلاك والطاقة والعمالة لكل متر مربع بشكل كبير.القياساتيعرضnويمكن خفض تكاليف الإنتاج الإجمالية بنسبة 30%.

- توفير العمالة: يسمح المستوى العالي من الأتمتة بتقليل عدد المشغلين بنسبة 67% لكل وردية.

المشكلة الثالثة: نطاق معالجة ضيق، وتكاليف عالية لتصحيح الأخطاء بالتجربة والخطأ، وابتكار محدود

المعضلة التقليدية: يتأثر أداء ورق الكربون المستخدم في تقنية نشر الغاز (GDL) بشكل كبير بتغيرات درجة الحرارة والضغط. لا تستطيع المعدات التقليدية التحكم بدقة في درجة الحرارة، كما أنها تعتمد على منحنى ضغط واحد، مما يصعب معه محاكاة العملية المثلى في المختبر بدقة. هل ترغب في تجربة تركيبة أو بنية جديدة؟ دورة تصحيح الأخطاء طويلة، ونسبة العيوب مرتفعة، وتكلفة التجربة والخطأ باهظة.

حلول الضغط الثابت من مينغكي: توفر منصة معالجة مرنة للغاية وقابلة للتحكم بدقة.

تأثيرات المحلول:

- التحكم الدقيق في درجة الحرارة: تحكم مستقل في درجة الحرارة متعدد المناطق بدقة تصل إلى ±0.5 درجة مئوية، مما يضمن معالجة مثالية للراتنج.

- ضغط قابل للتعديل: يمكن ضبط الضغط بدقة والحفاظ عليه ضمن نطاق 0-12 بار لتحقيق أقصى قدر من التوحيد.

- عمليةإعادة التشغيلبمجرد العثور على المعايير المثلى، يمكن "تثبيتها" بنقرة واحدة في النظام، مما يحقق قابلية تكرار العملية بنسبة 100% ويضمن أداءً مستقرًا للمنتج.

- تمكين البحث والتطوير: تمتلك شركة نانجينغ مينغكه حاليًا قسمينمزدوجتوفر آلات اختبار الضغط المتساوي الضغط ذات الحزام منصة اختبار موثوقة على مستوى الإنتاج لأبحاث وتطوير المواد والهياكل الجديدة، مما يقلل بشكل كبير من عوائق الابتكار ومخاطره. في الوقت نفسه، بالنسبة للشركات الناشئة ذات رأس المال الأولي المحدود والتي تواجه صعوبة في شراء المعدات، يمكن تقديم خدمات تصنيع تعاقدية بكميات صغيرة تتراوح مدتها من أسبوع إلى شهر لتحسين قدرات تسليم منتجات ورق الكربون، ومساعدة الشركات على تشغيل الإنتاج التجريبي الأولي، وتقليل الاستثمار الأولي الكبير في المعدات،يقللالمخاطر.

النقطة الرابعة من المشكلة:بقايا فائضة من غراء معالجة الراتنج الفينولي، وفقدان كبير لورق الفصل أو المواد المساعدة لعامل الفصلs.

المعضلة التقليدية: بعد تصلب الراتنج الفينولي، يصعب فصله عن لوحة الضغط أو الحزام الفولاذي. تستخدم الشركات التقليدية عادةً مواد مانعة للالتصاق أو ورق مانع للالتصاق لتسهيل عملية فك القالب، إلا أن المواد أو الأوراق المانعة للالتصاق عالية الجودة باهظة الثمن، كما أن ارتفاع استهلاكها أثناء عملية الإنتاج يزيد من تكلفة إنتاج ورق الكربون، مما لا يُساعد على تسعير المنتج بشكل تنافسي في السوق.

حلول مينغكي للضغط المتساوي: تتيح مكبس مينغكي ذو الحزام الفولاذي المزدوج للعملاء اختيار أحزمة فولاذية مطلية بالكروم.

تأثير الحل: أظهرت الاختبارات الداخلية التي أُجريت في مصنع مينغكه باستخدام أحزمة فولاذية مطلية بالكروم على ورق الكربون المعالج، أن الأحزمة الفولاذية المطلية بالكروم توفر أداءً أفضل في معالجة الراتنج وفصله مقارنةً بأحزمة الضغط الفولاذية التقليدية. كما يسهل إزالة بقايا الغراء الزائدة، وباستخدام فرشاة تنظيف متنقلة، يمكن التخلص من الغراء المتبقي على سطح الحزام الفولاذي بسهولة، مما يساعد العملاء على تقليل تكاليف عوامل الفصل وورق الفصل. تعمل طبقة الكروم على سطح الحزام الفولاذي على تحسين صلابته ومقاومته للتآكل بشكل ملحوظ. بالإضافة إلى ذلك، تعمل طبقة الأكسيد الكثيفة التي تشكلها طبقة الكروم على سطح الحزام الفولاذي على منع تآكل الأكسجين والماء والعناصر المسببة للتآكل الأخرى بشكل فعال، مما يطيل عمر الحزام الفولاذي.

بالنسبة للمستخدمين الذين اعتمدوا لفترة طويلة على المعدات المستوردة، تقدم شركة نانجينغ مينغكه، كشركة محلية، حلاً أفضل:

- الإحلال المحلي: كسر احتكار الاستيراد، مع مزايا في تكاليف شراء المعدات وصيانتها.

- استجابة سريعة للخدمة: دعم فني على مدار 24 ساعة، ومهندسون متواجدون في الموقع في غضون 48 ساعة، مما يعالج بشكل كامل بطء الاستجابة لما بعد البيع ودورات قطع الغيار الطويلة للمعدات المستوردة.

نتائج التطبيق الفعلية: خلق قيمة كبيرة للعملاء

بعد أن اعتمدت شركة معروفة لخلايا وقود الهيدروجين مكبس الحزام الفولاذي المزدوج متساوي الضغط من نوع مينك، حققت نتائج ملحوظة في إنتاج ورق الكربون GDL.

- تحسن كبير في إنتاجية المنتج: حيث زادت من 85% في العمليات التقليدية إلى أكثر من 99%.

- تحسن ملحوظ في كفاءة الإنتاج: تصل الطاقة الإنتاجية اليومية إلى 3000 متر مربع.

- انخفاض استهلاك الطاقة: انخفض إجمالي استهلاك الطاقة بنسبة 35%.

تحسين أداء المنتج:

- تجانس المسامية: 70% ± 2%

- المقاومة النوعية في المستوى: < 5 ملي أوم·سم

- المقاومة النوعية عبر المستوى: < 8 ملي أوم·سم²

- قوة الشد: > 20 ميجا باسكال - تجانس السماكة: ±3 ميكرومتر

مكتملنظام الخدمة والدعم الفني

نانجينغ مينجكيعمليةتقدم شركة سيستمز المحدودة لعملائها دعمًا فنيًا شاملاً:

1. دعم تطوير العمليات

Aيقدم فريق فني متخصص المساعدة للعملاء في تحسين معايير العملية وضبط المعدات، مما يضمن أن المعدات تلبي متطلبات عملية الإنتاج المحددة.

2. خدمات المعدات المخصصة

تقديم خدمات معدات مخصصة وفقًا لاحتياجات العملاء الخاصة، بما في ذلك الأحجام الخاصة والتكوينات الخاصة وما إلى ذلك.

3. خدمات التركيب والتشغيل

يقدم فريق هندسي ذو خبرة خدمات التركيب والتشغيل في الموقع لضمان إمكانية وضع المعدات في الإنتاج بسرعة.

4. التدريب التقني

تقديم تدريب كامل على التشغيل والصيانة لضمان قدرة العملاء على تشغيل وصيانة المعدات بكفاءة.

5. دعم ما بعد البيع

إنشاء آلية استجابة سريعة على مدار 24 ساعة لتوفير خدمة ما بعد البيع والدعم الفني في الوقت المناسب، مما يضمن استمرار الإنتاج دون انقطاع.

تتمتع هذه الصناعة بآفاق تطبيق واسعة.

لا يقتصر استخدام مكبس الحزام الفولاذي المزدوج الساكن والمتساوي الضغط من مينغكي على إنتاج أوراق الكربون الخاصة بطبقة نشر الغاز لخلايا وقود الهيدروجين فحسب، بل يمكن استخدامه على نطاق واسع في مجالات متعددة أيضًا:

- خلايا الوقود: ورق الكربون GDL، تحضير طبقة المحفز؛

- بطاريات الحالة الصلبة: ضغط صفائح الأقطاب الكهربائية والمولميت؛ 

- المواد المركبة: تحضير ألياف الكربون المشبعة مسبقًا؛

- الورق المتخصص: الضغط والتشكيل عالي الكثافة؛

- مواد الطاقة الجديدة: تحضير مواد الأغشية الرقيقة الوظيفية المختلفة.

مزايا مكبس مينغكي ذو الحزام الفولاذي المزدوج المتساوي الضغط:

أمضت شركة نانجينغ مينغكه عشر سنوات في تطوير تقنياتها، وما زالت تستثمر في البحث والتطوير لمكابس الضغط المتساوي ذات الحزام الفولاذي المزدوج. تمتلك الشركة الآن مكابس عالية الحرارة تصل إلى 400 درجة مئوية، مع دقة ضغط لا تتجاوز ±2%. بفضل هذه الخبرة التقنية، تُعدّ مينغكه الخيار الأمثل لمكابس معالجة ورق الكربون، لما توفره من قيمة ممتازة مقابل المال وأقل قدر من المخاطر. في الوقت الحاضر، تختار معظم شركات معالجة ورق الكربون المحلية العاملة بنظام اللفائف شركة نانجينغ مينغكه شريكًا لها.