Anwendungen – Optische Messtechnik

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Brennstoffzellentechnik

Produktionsnahe und zerstörungsfreie Oberflächenanalyse von Funktionsoberflächen

Optische 3D-Oberflächenmesstechnik kann einen wichtigen Beitrag zu der Entwicklung von leistungsfähigen Brennstoffzellen beitragen. Denn für deren Wirkungsgrad sind die Mikrogeometrien der inneren Flächen und Kanäle, durch die der Wasserstoff bzw. die Luft strömen, ein entscheidendes Kriterium. Ihre Mikrostruktur beschäftigt sowohl die Entwickler effizienter Brennstoffzellen als auch die Experten, die in der Fertigung die Qualität sichern. Messmöglichkeiten und -ergebnisse sollen zudem die weitere Miniaturisierung der Brennstoffzellen vorantreiben.

Für alle diese Ansprüche bietet NanoFocus mit den Produktlinien µscan und µsprint das jeweils passende optische Messsystem. Beide Technologien liefern Messwerte im Mikro- und Nanometerbereich. Auch die schwach reflektierenden dunklen Grafitoberflächen werden zuverlässig erfasst, was mittels Triangulation oder Bildverarbeitungssystemen nicht der Fall ist. Alle Oberflächenmessungen erfolgen zerstörungsfrei und ohne Vorbehandlung der Oberfläche.

Anwendungsbeispiele

Die optischen 3D-Messsysteme von NanoFocus werden in der Forschung und Entwicklung, verschiedenen Produktionsstadien sowie in der Qualitätskontrolle der Brennstoffzellenfertigung eingesetzt. NanoFocus bietet hier zuverlässige Lösungen sowohl für produktionsnahe Messungen von Stichproben als auch für eine 100%-Inspektion.

Messungen an der MEA


Messung von Ebenheit und Welligkeit der MEA

Ebenheit und Welligkeit

Die Ebenheit und Welligkeit einer Membran-Elektroden-Einheit entscheidet etwa über die Haltbarkeit und Lebensdauer. Das µscan custom ermittelt dazu die Formabweichungen und visualisiert sie. 

Produkte: µscan select, µsurf custom, µsoft analysis



Messung der Porosität

Porosität

 

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3D-Analyse von Kornverteilung und Elektrodengefügestruktur

Kornverteilung und Elektrodengefügestruktur

 

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Schichtdickenmessung an einer MEA

Schichtdicken

 

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Messungen an Bipolarplatten


Prüfung der Rippenoberfläche auf Stege und Spitzen

Bipolarplatten

Die Rippenoberfläche von Bipolarplatten (BPP) muss auf Defekte in Form von Stegen und Spitzen geprüft werden. Mit der µsprint-Technologie erfolgt die vollflächige Prüfung einer Plattenseite inklusive Auswertung und Ergebnisdarstellung innerhalb von 30 Sekunden.

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Metallische Bipolarplatten

 

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Wafer-Bipolarplatten

An der Wafer-Bipolarplatte sind vor allem mikrogeometrische Größen zu überprüfen. Die Höhe und gleichmäßige Verteilung der Pylone etwa kann mittels eines Profilschnitts schnell und einfach ermittelt werden.

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Messungen an der Gasdiffusionsschicht


Gasdiffusionsschicht (GDL)

Die Dicke der Gasdiffusionsschicht wird mittels der µsurf-Technologie überprüft. Zudem wird mittels Flächenparametern die Rauheit und die Porosität ermittelt.

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Fasertextur und Faserdicke

Mit Hilfe der Reflektionsdaten kann mit der µsurf-Technologie der Durchmesser der Fasern bestimmt. Eventuelle bevorzugte Faserausrichtungen können ebenso ermittelt werden.

 

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Detektierung von Defekten und Qualitätsmängeln



Katalysator-Anhäufungen

Weitere Kriterien sind die Rauheit, Körnerverteilung und Dicke der beispielsweise mit Platin beschichteten MEA-Oberfläche.

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Risse und Falten

 

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Auf einen Blick

  • Entwicklung und Prozessüberwachung
  • Produktionsnahe Messungen
  • Rückführbare Messergebnisse
  • Keine Probenvorbereitung
  • Zerstörungsfrei und materialunabhängig
  • Messung von transparenten und polierten Oberflächen

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Aktuelle Fachartikel

Lesen Sie hierzu auch unseren Beitrag in der Zeitschrift QZ: https://www.qz-online.de/produkte/uebersicht/beitrag/kontrolle-von-brennstoff--zellenkomponenten-5274066.html

 

 

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Kevin Strewginski
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