EltraPSO_slutrapport_final.doc - Energinet.dk

More documents

Recommendations

Info

Figur 7. Kontinuert tape-casting-maskine til fremstilling af anodesupports. løbende datalogning under tapefremstillingen. Tape-casteren blev leveret i april 2001 og var klar til in<strong>dk</strong>øring i august måned samme år. Første trin i opskalering af anodesupporten var fremstilling af slurry i 10 l beholdere og udstøbning af ca. 20 m tape i 18 cm bredde. Processen er efterfølgende skaleret op således, at der nu fremstilles slurry i 25 l beholdere, der støbes kontinuert i 25 cm bredde. Der kan ligeledes støbes på forskellige underlag. En igangværende opskalering vil resultere i 30 cm brede tapes, hvilket vil muliggøre fremstilling af 20x20 cm 2 celler. En væsentlig del af cellens tykkelsesvariationer skyldes variationer i anodesupporten, der med ca. 350 µm udgør langt den tykkeste cellekomponent. Ved projektets opstart var variationerne på tapetykkelsen typisk 70-100 µm. Gennem optimering af processen er denne variation bragt ned til 10-20 µm, og en igangværende ombygning af tape-casting-maskinen forventes at reducere variationen yderligere til mindre end 10 µm. Cellekrumningen, der skyldes en relativ stor forskel i termisk udvidelseskoefficient mellem anodesupportlaget og elektrolytten, kan i en vis udstrækning kontrolleres vha. øget supporttykkelse eller reduktion af elektrolyttykkelsen, som det fremgår af figur 8, hvor en supporttykkelse på 350 µm ses at resultere i den ønskede krumning på mindre end 6 mm. Der er i projektet bl.a. udviklet en ny supportsammensætning, hvor den termiske udvidelseskoefficient af anodesupporten er reduceret, og det fremgår af figur 8, at halvcellerne er plane uden krumning. Den elektriske ydelse af cellerne er sammenlignelig med den hidtidige, dog med en tendens til lavere ASR. Langtidsholdbarheden af denne celletype undersøges. 10
Curvature (mm) 10 8 6 4 2 0 200 215 230 245 260 ▲ PAS 065: Standard recipe ■ PAS 096-097: New recipe 275 290 305 320 335 350 365 380 395 410 425 440 455 470 485 500 Anode support thickness (middle value in µm) Figur 8. Krumning af halvceller (12x12 cm 2 ) som funktion af anodesupporttykkelse for standardanodesupports samt anodesupports med reduceret udvidelseskoeeficient (elektrolyttykkelsen er konstant, ca. 11 µm). Sprøjtemaskine Laboratorieprocessen er baseret på håndholdt, trykdrevet sprøjtemaling af de elektrokemisk aktive lag (anode, elektrolyt og katode), hvilket er en proces, det har vist sig vanskeligt at kontrollere. Reproducerbarheden og kvaliteten af de fremstillede emner er derfor i høj grad knyttet til operatøren. Ønsket for den nye proces var et computerstyret semi-automatisk anlæg, hvor det var muligt at kontrollere og fastholde procesparametrene gennem produktionen af flere hundrede emner. Anlægget skulle desuden kunne udføre varierede sprøjteopgaver, herunder udvikling på lille skala. Anlægsdesignet blev udført som et afgangsprojekt ved Odense Ingeniørteknikum i samarbejde med Risø og HTAS. Anlægget, der består af fire zoner, er vist i figur 9. I zone 1 oplægges emnerne manuelt på transportplader, der efterfølgende transporteres ind i zone 2, hvor det første lag pålægges. Efter tørring passerer emnerne til zone 3, hvor andet lag pålægges. Zone 4 er aftagezone, hvorfra de sprøjtede emner manuelt overføres til transportskabe. Fremføring og sprøjtning er pc-styret. Sprøjteanlægget blev bygget på Risø og var klar til in<strong>dk</strong>øring i januar 2002. Sprøjtning af anode- og elektrolytlag blev skaleret op i løbet af foråret 2002, hvor procesparametrene løbende blev optimeret med henblik på at opnå ensartede, reproducerbare mikrostrukturer og lagtykkelser. Der er desuden etableret og opskaleret sprøjteprocesser til pålægning elektrodekontaktlag. Som led i en forestående opskalering af produktionskapaciten arbejdes der på design af ny sprøjtefacilitet, der rummer en betydelig kapacitetsforsøgelse, samt implementering af en række procesforbedringer. 11
Page 1 and 2: Forskningscenter Risø Afd. For Mat
Page 3 and 4: Introduktion Det overordnede formå
Page 5 and 6: Cell Voltage [mV] 900 800 700 PSC02
Page 7 and 8: Figur 5. Før- og efterbilleder, de
Page 9: Figur 6. Kuglemøller med sikkerhed
Page 13 and 14: ASR (Ωcm 2 ) (Corrected for FU) 2
Page 15 and 16: 2 Slurry P, tid, fordampet opl. mid
Page 17 and 18: Mekanisk fladtrykning For at kunne
Page 19 and 20: Average thickness ( µm) 450 400 35
Page 21 and 22: Ovn H H = Halvcell Kode: Ovn navn S
Page 23 and 24: ASR cells in Ω*cm 2 0.8 0.7 0.6 0
Page 25 and 26: Konklusion Projektets hovedformål
Page 27 and 28: Séverine Ramousse, Peter Halvor La
Page 29 and 30: Præsentationer ved internationale

EltraPSO_slutrapport_final.doc - Energinet.dk

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?