IT202200021114A1 - Polymer electrolyte fuel cell production plant - Google Patents
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Description
Titolo: ?Impianto per la produzione di celle a combustibile ad elettrolita polimerico? Title: ?Polymer electrolyte fuel cell production plant?
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Campo Tecnico Technical Field
La presente invenzione si riferisce ad un impianto per la produzione di celle a combustibile ad elettrolita polimerico (PEMFC), in accordo con la rivendicazione 1. The present invention relates to a plant for the production of polymer electrolyte fuel cells (PEMFC), in accordance with claim 1.
? ulteriore oggetto della presente invenzione un processo di produzione di celle a combustibile ad elettrolita polimerico realizzato mediante l?impianto della presente invenzione. ? A further object of the present invention is a process for producing polymer electrolyte fuel cells carried out using the system of the present invention.
Stato della Tecnica State of the Art
Le celle a combustibile ad elettrolita polimerico (PEMFC) convertono in modo pulito ed efficiente l?energia chimica, contenuta nei combustibili ricchi di idrogeno (gas riformati), in energia elettrica di alta qualit? attraverso un processo elettrochimico che consente di evitare la formazione di sostanze inquinanti. Le celle a combustibile con membrana a scambio protonico contengono un elettrolita polimerico costituito da un polimero perfluorurato contenente gruppi di acido solfonico, due strati elettrodici (anodo, catodo), due piastre bipolari (ad esempio di grafite o materiale metallico) e due guarnizioni. Nello specifico, le celle a combustibile comprendono un elemento MEA(membrane electrode assembly) comprendente la membrana polimerica catalizzata e due layer elettrolitici (anodo, catodo) supportati su due strati di diffusione per il gas (GDL), costituenti anodo e catodo. La membrana separa le semi-reazioni di ossido-riduzione. Polymer electrolyte fuel cells (PEMFCs) cleanly and efficiently convert chemical energy, contained in hydrogen-rich fuels (reformed gases), into high-quality electrical energy through an electrochemical process that avoids the formation of pollutants. Proton exchange membrane fuel cells contain a polymer electrolyte consisting of a perfluorinated polymer containing sulfonic acid groups, two electrode layers (anode, cathode), two bipolar plates (e.g. graphite or metal material) and two gaskets. Specifically, fuel cells comprise a membrane electrode assembly (MEA) element comprising the catalyzed polymer membrane and two electrolytic layers (anode, cathode) supported on two gas diffusion layers (GDL), constituting the anode and cathode. The membrane separates the oxidation-reduction half-reactions.
Il processo attuale prevede la produzione delle celle a combustibile ad elettrolita polimerico mediante un impianto a batch (o anche noto come a unit? o stazioni operative separate) e relativo processo. L?assemblaggio delle stesse in serie porta a stack di celle modulabili in funzione della potenza richiesta in esercizio. The current process involves the production of polymer electrolyte fuel cells using a batch plant (also known as separate operating units or stations) and related process. The assembly of the same in series leads to stacks of cells that can be modulated according to the power required in operation.
Nello specifico, gli impianti noti comprendono una serie di stazioni disposte in uno stabilimento la cui connessione ? realizzata in maniera indiretta da parte di operatori o robot che agiscono sui semi-lavorati trasportandoli da una stazione all?altra fino all?ottenimento del prodotto finale. Specifically, known systems include a series of stations arranged in a factory whose connection is achieved indirectly by operators or robots that act on the semi-finished products, transporting them from one station to another until the final product is obtained.
Gli impianti classici comprendono stazioni di produzione e relative macchine per la realizzazione delle seguenti fasi di Classical plants include production stations and related machines for the following phases:
- deposizione dello strato sigillante su piastre bipolari tramite ad esempio serigrafia, -asciugatura dello strato sigillante; - deposition of the sealing layer on bipolar plates by e.g. screen printing, - drying of the sealing layer;
- deposizione di elettrodo/membrana MEA gi? composto; - deposition of already composed MEA electrode/membrane;
- Pressatura degli strati delle piastre bipolari, sigillante, elettrolita a membrana, - impilamento delle singole celle per la formazione dello stack desiderato. - Pressing of the bipolar plate layers, sealant, membrane electrolyte, - stacking of the individual cells to form the desired stack.
Pertanto, i processi noti di assemblaggio di celle a combustibile necessitano di ulteriori impianti. Nello specifico sono noti due processi e relativi impianti per la produzione ed assemblaggio della singola unit? di cella distinti in base alla modalit? di deposizione dell'inchiostro catalitico. Il primo processo consiste nel depositare lo strato di catalizzatore su uno strato di diffusione di gas (GDL) poroso come i panni di grafite e successiva pressatura a caldo assieme alla membrana. Questo primo processo ? comunemente noto come substrato rivestito di catalizzatore (CCS). Il secondo processo noto prevede il deposito dello strato di catalizzatore direttamente sulla membrana. Questo secondo processo ? indicato come membrana catalitica (CCM). ? da rilevare che diverse sono le metodologie di deposito dello strato di catalizzatore quali: verniciatura manuale, verniciatura ad inchiostro e sputter deposition. Questi metodi non essendo inseriti in una linea continua richiedono differenti stazioni e tempi lunghi di esecuzione prima di passare alla successiva fase di movimentazione del semi-lavorato. Therefore, the known assembly processes of fuel cells require additional plants. Specifically, two processes and related plants are known for the production and assembly of the single cell unit, distinguished by the method of deposition of the catalytic ink. The first process consists of depositing the catalyst layer on a porous gas diffusion layer (GDL) such as graphite cloths and subsequent hot pressing together with the membrane. This first process is commonly known as catalyst-coated substrate (CCS). The second known process involves depositing the catalyst layer directly on the membrane. This second process is referred to as catalytic membrane (CCM). It should be noted that there are different methodologies for depositing the catalyst layer, such as: manual painting, ink painting and sputter deposition. These methods, not being inserted in a continuous line, require different stations and long execution times before moving on to the next phase of handling the semi-finished product.
Problemi della Tecnica Nota Problems of the Prior Art
L?impiego dei processi e dei relativi impianti a batch impiegati per l?assemblaggio delle celle a combustibile a stack comporta un aumento dei tempi di produzione, che si riflette sui costi delle celle a combustibile ad elettrolita polimerico. The use of batch processes and related equipment used for the assembly of stack fuel cells leads to an increase in production times, which is reflected in the costs of polymer electrolyte fuel cells.
Infatti, ciascuna stazione dell?impianto per l?assemblaggio delle celle, essendo isolata dalle altre e connessa solo per mezzo di sistemi robot e del personale, riduce la produttivit? aumentandone i costi. Inoltre, ai tempi sopra menzionati si aggiungono i tempi di realizzazione degli stack. Nello specifico, tali impianti comportano in primo luogo un aumento dei tempi di trasporto dei semilavorati da una stazione alla successiva. Si devono poi considerare i tempi di stazionamento dei semilavorati, dipendenti dalla velocit? di assemblaggio eventualmente soggetta ad errato passaggio dei semilavorati da una stazione alla successiva. In fact, each station of the cell assembly plant, being isolated from the others and connected only by means of robotic systems and personnel, reduces productivity and increases costs. Furthermore, the stack construction times are added to the times mentioned above. Specifically, these plants first of all lead to an increase in the transport times of the semi-finished products from one station to the next. The waiting times of the semi-finished products must then be considered, depending on the assembly speed possibly subject to incorrect passage of the semi-finished products from one station to the next.
Un ulteriore svantaggio dei processi e degli impianti noti per l?assemblaggio della cella ? rappresentato dalla necessit? di avere impianti separati e distinti per la produzione dell?unit? di MEA, con un conseguente incremento dei costi di produzione. Inoltre, ? da rilevare che ciascuno dei processi ed impianti noti CCS e CCM presenta relativi svantaggi legati alle tempistiche necessarie alla corretta deposizione del catalizzatore. Infatti, tali processi necessitano del deposito sequenziale dello strato catalitico su ciascuna superficie prima di passare alle fasi successive. Nello specifico, lo strato di catalizzatore ? depositato prima su un lato della membrana e poi, in un secondo momento, sul lato opposto della membrana nel processo CCM. Nel metodo CCS il catalizzatore ? depositato su strati porosi dei due elementi elettrolitici, che saranno poi essere assemblati. A further disadvantage of the known processes and plants for the assembly of the cell is the need to have separate and distinct plants for the production of the MEA unit, with a consequent increase in production costs. Furthermore, it should be noted that each of the known processes and plants CCS and CCM has relative disadvantages related to the time required for the correct deposition of the catalyst. In fact, these processes require the sequential deposition of the catalytic layer on each surface before moving on to the subsequent phases. Specifically, the catalyst layer is deposited first on one side of the membrane and then, at a later time, on the opposite side of the membrane in the CCM process. In the CCS method, the catalyst is deposited on porous layers of the two electrolytic elements, which will then be assembled.
Inoltre, le tecnologie di deposito del catalizzatore per la produzione dell?elettrolita a membrana presentano a loro volta ulteriori svantaggi, quali la disomogenea deposizione dello strato. Furthermore, catalyst deposition technologies for membrane electrolyte production have further disadvantages, such as inhomogeneous layer deposition.
Nello specifico la verniciatura manuale necessita la ripetizione della procedura di verniciatura ed essiccazione per l?ottenimento del prodotto finale. Questo aumenta i costi e non garantisce una celere produzione massiva di celle. Come precedentemente citato questa metodologia risulta difficilmente controllabile in termini di uniformit? di deposizione dei layer componenti, poich? inficiata dalla manualit? e dall?esperienza dell?operatore. La verniciatura a spruzzo non permette di ridurre il carico di catalizzatore e richiede una manutenzione frequente al fine di evitare l?intasamento degli ugelli dovuto alle particelle del catalizzatore. Infine, la metodologia sputter deposition prevede elevati costi di installazione legati alle camere bianche, ai target di Pt e alle apparecchiature per il vuoto a basse pressioni. Inoltre, esiste un'elevata possibilit? di spreco del catalizzatore nel caso in cui la pistola a spruzzo non sia diretta correttamente verso il suo bersaglio. Lo spreco potrebbe anche essere dovuto al riflesso del bersaglio nel caso in cui le particelle di catalizzatore non aderiscano allo strato di diffusione di gas. Specifically, manual painting requires repetition of the painting and drying procedure to obtain the final product. This increases costs and does not guarantee rapid mass production of cells. As previously mentioned, this methodology is difficult to control in terms of uniformity of deposition of the component layers, since it is affected by the manual skill and experience of the operator. Spray painting does not allow for a reduction in the catalyst load and requires frequent maintenance in order to avoid nozzle clogging due to catalyst particles. Finally, the sputter deposition methodology involves high installation costs related to clean rooms, Pt targets and low-pressure vacuum equipment. Furthermore, there is a high possibility of catalyst waste if the spray gun is not correctly directed towards its target. Waste could also be due to target reflection if the catalyst particles do not adhere to the gas diffusion layer.
Scopo dell?Invenzione Purpose of the Invention
Scopo dell?invenzione in oggetto ? quello di realizzare un impianto per la produzione di celle a combustibile ad elettrolita polimerico in grado di superare gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati. The purpose of the invention in question is to create a system for the production of polymer electrolyte fuel cells capable of overcoming the drawbacks of the prior art mentioned above.
In particolare, ? scopo della presente invenzione quello di fornire un impianto per la produzione di celle a combustibile ad elettrolita polimerico in grado di ridurre i tempi di produzione delle celle stesse e favorire la produzione in serie, riducendo i costi complessivi di manifattura. In particular, the purpose of the present invention is to provide a plant for the production of polymer electrolyte fuel cells capable of reducing the production times of the cells themselves and promoting mass production, reducing overall manufacturing costs.
Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un impianto per la produzione di celle a combustibile ad elettrolita polimerico comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o pi? delle unite rivendicazioni. The specified technical task and the specified purposes are substantially achieved by a plant for the production of polymer electrolyte fuel cells comprising the technical characteristics set out in one or more of the attached claims.
Vantaggi dell?invenzione Advantages of the invention
Vantaggiosamente, l?impianto di produzione della presente invenzione permette di ridurre i tempi di produzione di ciascuna cella a combustibile ad elettrolita polimerico. Advantageously, the production plant of the present invention allows to reduce the production time of each polymer electrolyte fuel cell.
Vantaggiosamente, l?impianto di produzione della presente invenzione permette di produrre in serie celle a combustibile ad elettrolita polimerico. Advantageously, the production plant of the present invention allows for the mass production of polymer electrolyte fuel cells.
BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di impianto per la produzione di celle a combustibile ad elettrolita polimerico come illustrato negli uniti disegni: Further features and advantages of the present invention will become clearer from the indicative and therefore non-limiting description of a preferred but not exclusive embodiment of a plant for the production of polymer electrolyte fuel cells as illustrated in the attached drawings:
- la figura 1 mostra una vista schematica a blocchi di un impianto per la produzione di celle a combustibile ad elettrolita polimerico, secondo una forma realizzativa della presente invenzione; - figure 1 shows a block schematic view of a plant for the production of polymer electrolyte fuel cells, according to an embodiment of the present invention;
- la figura 2 mostra una vista schematica a blocchi di un impianto per la produzione di celle a combustibile ad elettrolita polimerico, secondo una forma realizzativa della presente invenzione; - figure 2 shows a block schematic view of a plant for the production of polymer electrolyte fuel cells, according to an embodiment of the present invention;
- la figura 3 mostra una vista schematica di una cella a combustibile ad elettrolita polimerico in accordo con una forma realizzativa della presente invenzione. - Figure 3 shows a schematic view of a polymer electrolyte fuel cell in accordance with an embodiment of the present invention.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION
Anche qualora non esplicitamente evidenziato, le singole caratteristiche descritte in riferimento alle specifiche realizzazioni dovranno intendersi come accessorie e/o intercambiabili con altre caratteristiche, descritte in riferimento ad altri esempi di realizzazione. Even if not explicitly highlighted, the individual features described in reference to the specific creations must be understood as accessory and/or interchangeable with other features, described in reference to other examples of creation.
La presente invenzione ha per oggetto un impianto per la produzione di celle a combustibile ad elettrolita polimerico preferibilmente PEMFC indicato complessivamente con 1 nelle figure. The present invention relates to a plant for the production of polymer electrolyte fuel cells, preferably PEMFC, indicated overall with 1 in the figures.
Per gli scopi della presente invenzione, ciascuna cella a combustibile ad elettrolita polimerico 10 comprende almeno un elemento MEA 11, cio? un elemento a elettrolita a membrana. Ciascun elemento MEA 11 comprende i layer elettrolitici e una membrana polimerica a scambio protonico catalizzata cio? strati elettrodici catalitici 15. La cella a combustibile ad elettrolita polimerico 10 comprende una piastra bipolare di base 12 ed una piastra bipolare di copertura 13. ? da notare che l?elemento MEA ? interposto tra la piastra bipolare di base 12 e la piastra bipolare di copertura 13. For the purposes of the present invention, each polymer electrolyte fuel cell 10 comprises at least one MEA element 11, i.e., a membrane electrolyte element. Each MEA element 11 comprises the electrolyte layers and a catalyzed proton exchange polymer membrane i.e., catalytic electrode layers 15. The polymer electrolyte fuel cell 10 comprises a base bipolar plate 12 and a cover bipolar plate 13. It should be noted that the MEA element is interposed between the base bipolar plate 12 and the cover bipolar plate 13.
Giova rilevare che, il catalizzatore impiegato per l?elemento MEA negli strati elettrodici catalitici 15 ? preferibilmente costituito da Pt oppure da una miscela Pt/Rh. It is worth noting that the catalyst used for the MEA element in the catalytic electrode layers 15 is preferably made of Pt or a Pt/Rh mixture.
Nello specifico, l?elemento MEA 11 comprende uno strato di elettrolita polimerico 14 avente due superfici di deposito opposte 14a, 14b atte al deposito degli strati elettrodici catalitici 15 comprendenti uno strato catodico e uno anodico depositati almeno su una parte di ciascuna superficie di deposito 14a, 14b ed uno strato di diffusione di gas (GDL) 16. depositato su ciascun strato elettrodico catalitico 15. Specifically, the MEA element 11 comprises a polymer electrolyte layer 14 having two opposed deposition surfaces 14a, 14b adapted for the deposition of the catalytic electrode layers 15 comprising a cathode layer and an anode layer deposited on at least a portion of each deposition surface 14a, 14b and a gas diffusion layer (GDL) 16 deposited on each catalytic electrode layer 15.
Preferibilmente, l?elemento MEA 11 definisce una struttura multistrato avente come strato centrale lo strato di elettrolita polimerico 14, come strati intermedi gli strati catodico e anodico catalizzati cio? gli strati elettrodici catalitici 15 depositati rispettivamente su ciascuna superfice di deposito 14a, 14b e come strati esterni gli strati di diffusione del gas 16, cio? supportati dagli strati di diffusione del gas 16. Preferably, the MEA element 11 defines a multilayer structure having as central layer the polymer electrolyte layer 14, as intermediate layers the catalyzed cathode and anode layers, i.e. the catalytic electrode layers 15 deposited respectively on each deposition surface 14a, 14b and as external layers the gas diffusion layers 16, i.e. supported by the gas diffusion layers 16.
Lo strato di elettrolita polimerico 14 comprende materiali a base di polimeri derivanti da acidi perfluoro solfonici (PFSA) e politetrafluoroetilene (PTFE), commercialmente denominati Nafion, oppure polimeri non fluorinati o parzialmente fluorinati. Preferibilmente, lo strato di elettrolita polimerico 14 comprende un nastro di Nafion. Lo strato di elettrolita 14 ha la funzione di separare le semi-reazioni di ossido-riduzione ed ha propriet? di scambio protonico. Gli strati elettrodici catalitici 15 sono ottenuti da inchiostri a base di carbon black e solvente organico o catalizzatore con nanoparticelle di platino miscelate con carbonio. Lo strato di diffusione del gas 16 ? un supporto poroso che ha la funzione di trasportare il gas reagente, distribuirlo uniformemente sugli elettrodi e permettere un corretto afflusso degli elettroni nel circuito. Preferibilmente, lo strato di diffusione del gas 16 ? formato da uno strato macroporoso costituito da un foglio o tessuto di carbone di spessore 300-400 ?m trattato con un agente idrofobico come il politetrafluoroetilene (PTFE) per conferire idrofobicit? al materiale. Inoltre, ? presente uno strato microporoso avente spessore 10-100 ?m, realizzato rivestendo lo strato macroporoso con una miscela di carbon black (polvere di carbone) e PTFE. The polymer electrolyte layer 14 comprises materials based on polymers derived from perfluoro sulfonic acids (PFSA) and polytetrafluoroethylene (PTFE), commercially called Nafion, or non-fluorinated or partially fluorinated polymers. Preferably, the polymer electrolyte layer 14 comprises a Nafion ribbon. The electrolyte layer 14 has the function of separating the oxidation-reduction half-reactions and has proton exchange properties. The catalytic electrode layers 15 are obtained from inks based on carbon black and organic solvent or catalyst with platinum nanoparticles mixed with carbon. The gas diffusion layer 16 is a porous support that has the function of transporting the reagent gas, distributing it uniformly on the electrodes and allowing a correct flow of electrons into the circuit. Preferably, the gas diffusion layer 16 is a porous support that has the function of transporting the reagent gas, distributing it uniformly on the electrodes and allowing a correct flow of electrons into the circuit. consisting of a macroporous layer made of a sheet or fabric of carbon 300-400 ?m thick treated with a hydrophobic agent such as polytetrafluoroethylene (PTFE) to make the material hydrophobic. In addition, there is a microporous layer 10-100 ?m thick, made by coating the macroporous layer with a mixture of carbon black (carbon powder) and PTFE.
Lo strato di elettrolita polimerico 14 presenta uno spessore compreso tra 10 e 100 ?m di Nafion, quello catalitico ha spessore compreso tra 0,1 ?m e 50 ?m, lo strato catodico e quello anodico presentano uno spessore compreso tra 150?m e 405?m. L?insieme dello strato catalitico e dello stato elettrodico, depositati in sequenza o miscelati e poi depositati, sono indicati da 15. Infine, le piastre bipolari 12, 13 sono piastre metalliche o in resina caricata con grafite con uno spessore tra 300 ?m e 2000 ?m. Altri materiali impiegati considerati per le piastre bipolari 12, 13 sono: alluminio, acciaio inossidabile, materiale composito conduttivo. ? da rilevare che le piastre bipolari 12, 13 hanno la duplice funzione di diffondere in modo uniforme il combustibile e l'ossidante all?interno della cella e di rimuovere i prodotti di reazione. Essi sono collegati al circuito esterno e forniscono stabilit? meccanica all'intero assemblaggio [1],[2]. The polymer electrolyte layer 14 has a thickness of between 10 and 100 ?m of Nafion, the catalytic layer has a thickness of between 0.1 ?m and 50 ?m, the cathode and anode layers have a thickness of between 150 ?m and 405 ?m. The combination of the catalytic layer and the electrode layer, deposited in sequence or mixed and then deposited, are indicated by 15. Finally, the bipolar plates 12, 13 are metal or graphite-filled resin plates with a thickness of between 300 ?m and 2000 ?m. Other materials used considered for the bipolar plates 12, 13 are: aluminum, stainless steel, conductive composite material. It should be noted that the bipolar plates 12, 13 have the dual function of uniformly spreading the fuel and the oxidant inside the cell and of removing the reaction products. They are connected to the external circuit and provide mechanical stability to the entire assembly [1],[2].
L?impianto 1 comprende una linea di deposito 100, configurata per produrre uno o pi? l?elementi MEA 11, e una linea di assemblaggio 400 associata alla linea di deposito 100 e configurata per assemblare gli elementi MEA 11 con le piastre bipolari 12, 13, ottenendo le celle a combustibile ad elettrolita polimerico 10. Plant 1 comprises a deposition line 100, configured to produce one or more MEA elements 11, and an assembly line 400 associated with the deposition line 100 and configured to assemble the MEA elements 11 with the bipolar plates 12, 13, obtaining the polymer electrolyte fuel cells 10.
In accordo con una forma di realizzazione preferita la linea di deposito 100 e la linea di assemblaggio 400 sono coordinate, preferibilmente sincronizzate, per la produzione di celle a combustibile ad elettrolita polimerico 10. In accordance with a preferred embodiment, the deposition line 100 and the assembly line 400 are coordinated, preferably synchronized, for the production of polymer electrolyte fuel cells 10.
La linea di deposito 100 comprende una pluralit? di unit? per il deposito (o stazioni operative) 20 preferibilmente connesse in serie. ? da rilevare che la pluralit? di unit? per il deposito 20 ? configurata per produrre e movimentare elementi a elettrolita a membrana 11. The storage line 100 comprises a plurality of storage units (or operating stations) 20 preferably connected in series. It should be noted that the plurality of storage units 20 are configured to produce and handle membrane electrolyte elements 11.
Preferibilmente, le unit? per il deposito della pluralit? di unit? per il deposito 20 sono disposte una adiacente all?altra ossia in serie una di seguito all?altra in modo che i materiali/semi-lavorati in uscita da una unit? per il deposito entrino in continuo nella successiva unit? per il deposito per l?ottenimento di celle a combustibile ad elettrolita polimerico 10. ? da rilevare, nel presente caso, che il materiale si pu? intendere uno strato di elettrolita polimerico come il Nafion 14 che ? steso per mezzo di relativi sistemi, come chiarito nel seguito. Su tale strato polimerico ? depositato su ambo i lati lo strato elettrodico catalitico 15, avvalendosi ad esempio di tecniche di additive manufacturing 30. Tale semilavorato, ? successivamente trattato termicamente con lampade UV/IR e inviato alla stazione successiva per essere assemblato ai due GDL mediante sistema a pressa. Preferably, the storage units of the plurality of storage units 20 are arranged adjacent to each other or in series one after the other so that the materials/semi-finished products exiting from a storage unit continuously enter the next storage unit for obtaining polymer electrolyte fuel cells 10. It should be noted, in the present case, that the material can be understood as a layer of polymer electrolyte such as Nafion 14 which is spread by means of relative systems, as clarified below. On this polymer layer, the catalytic electrode layer 15 is deposited on both sides, for example using additive manufacturing techniques 30. This semi-finished product is subsequently heat treated with UV/IR lamps and sent to the next station to be assembled to the two GDLs by means of a press system.
La linea di deposito 100 comprende mezzi di movimentazione 200, 500, configurati per movimentare in continuo lo strato di elettrolita 14, avente due superfici di deposito opposte 14a, 14b tra le stazioni operative. Tali mezzi di movimentazione 200, 500 sono configurati per movimentare in continuo lo strato di elettrolita 14 su cui sono depositati gli ulteriori strati. Nello specifico, i mezzi di movimentazione 200, 500 presentano primi mezzi di movimentazione 200 e secondi mezzi di movimentazione 500 disposti in serie e tra loro associati per movimentare lo strato di elettrolita 14 nonch? i relativi prodotti da esso derivanti. ? da rilevare che i primi mezzi di movimentazione 200 e i secondi mezzi di movimentazione 500 sono tra loro coordinati insieme anche alle unit? per il deposito 20 per movimentare in continuo lo strato di elettrolita 14 ed i relativi prodotti da esso derivanti. The deposition line 100 comprises handling means 200, 500, configured to continuously move the electrolyte layer 14, having two opposing deposition surfaces 14a, 14b between the operating stations. Such handling means 200, 500 are configured to continuously move the electrolyte layer 14 on which the additional layers are deposited. Specifically, the handling means 200, 500 have first handling means 200 and second handling means 500 arranged in series and associated with each other to move the electrolyte layer 14 as well as the related products deriving from it. It should be noted that the first handling means 200 and the second handling means 500 are coordinated with each other together with the deposition units 20 to continuously move the electrolyte layer 14 and the related products deriving from it.
I primi mezzi di movimentazione 200 sono configurati per movimentare lo strato di elettrolita 14 mantenendolo in tensione per il deposito degli strati successivi. I secondi mezzi di movimentazione 500 sono configurati per movimentare lo strato di elettrolita 14 su cui sono stati depositati gli altri strati nonch? la struttura multistrato 17 cio? l?elemento MEA 11. The first handling means 200 are configured to move the electrolyte layer 14 while keeping it under tension for the deposit of the subsequent layers. The second handling means 500 are configured to move the electrolyte layer 14 on which the other layers have been deposited as well as the multilayer structure 17, i.e. the MEA element 11.
La combinazione tra le stazioni operative ed i mezzi di movimentazione 200, 500 consente di produrre gli elementi MEA 11 in flusso continuo. The combination of the operating stations and the handling means 200, 500 allows the production of the MEA 11 elements in continuous flow.
? da rilevare che la successiva combinazione tra la linea di deposito 100 e la linea di assemblaggio 400 permette di produrre in flusso continuo le celle a combustibile dotate di piastre bipolari, attuando un ciclo di produzione unico per la produzione delle celle a combustibile 10. It should be noted that the subsequent combination of the depot line 100 and the assembly line 400 allows for the continuous flow production of fuel cells equipped with bipolar plates, implementing a single production cycle for the production of fuel cells 10.
Giova rilevare che l?impianto 1 prevede la produzione di elementi a elettrolita a membrana 10, agendo sullo strato di elettrolita 14 fino alla produzione dell?elemento MEA 11 seguito da assemblaggio con le piastre bipolari 12, 13. It is worth noting that plant 1 involves the production of membrane electrolyte elements 10, acting on the electrolyte layer 14 until the production of the MEA element 11 followed by assembly with the bipolar plates 12, 13.
Nello specifico i primi mezzi di movimentazione 200 sono configurati per prelevare lo strato di elettrolita 14 mantenendolo in tensione e per movimentarlo tra la pluralit? di unit? per il deposito 20. Giova rilevare che i primi mezzi di movimentazione 200 prevedono di tendere lo strato di elettrolita 14 in modo che le relative superfici di deposito 14a, 14b siano mantenute tese e per trasportare i semilavorati uscenti dalle unit? per il deposito 20. In accordo con una forma di realizzazione preferita, i primi mezzi di movimentazione 200 comprendono una pluralit? di rulli 210 disposti lungo la prima linea di produzione in modo da applicare, preferibilmente in maniera continuativa, una forza di trazione sullo strato di elettrolita 14 per movimentarlo e mantenerlo teso allo stesso tempo. Preferibilmente, i primi mezzi di movimentazione 200 comprendono pi? celle di carico 220 disposte in serie e configurate per agire sullo strato di elettrolita 14 su entrambe le superfici di deposito 14a, 14b, in modo da movimentarlo lungo la linea di produzione 100. Specifically, the first handling means 200 are configured to pick up the electrolyte layer 14 while keeping it taut and to move it between the plurality of deposition units 20. It should be noted that the first handling means 200 provide for stretching the electrolyte layer 14 so that the relative deposition surfaces 14a, 14b are kept taut and for transporting the semi-finished products exiting the deposition units 20. In accordance with a preferred embodiment, the first handling means 200 comprise a plurality of rollers 210 arranged along the first production line so as to apply, preferably continuously, a traction force on the electrolyte layer 14 to move it and keep it taut at the same time. Preferably, the first handling means 200 comprise multiple rollers 210. load cells 220 arranged in series and configured to act on the electrolyte layer 14 on both deposition surfaces 14a, 14b, so as to move it along the production line 100.
I secondi mezzi di movimentazione 500 sono configurati per ricevere e trasportare gli strati una volta definite le strutture multistrato 17 nonch? per trasportare gli elementi MEA 11. Preferibilmente, i secondi mezzi di movimentazione 500 comprendono nastri trasportatori (eventualmente aspirati). The second handling means 500 are configured to receive and transport the layers once the multilayer structures 17 have been defined as well as to transport the MEA elements 11. Preferably, the second handling means 500 comprise conveyor belts (possibly vacuumed).
? da rilevare che lo strato di elettrolita 14 presenta uno spessore ridotto rispetto all?estensione sulle dimensioni di lunghezza e larghezza, nello specifico lo strato di elettrolita 14. Preferibilmente la dimensione ridotta dello spessore rispetto all?estensione sulle dimensioni di lunghezza e larghezza per lo strato di elettrolita 14, pu? essere applicata anche agli strati elettrodici catalitici 15 e di diffusione dei gas 16. It should be noted that the electrolyte layer 14 has a reduced thickness compared to its extension in length and width dimensions, specifically the electrolyte layer 14. Preferably, the reduced thickness dimension compared to its extension in length and width dimensions for the electrolyte layer 14 can also be applied to the catalytic electrode layers 15 and gas diffusion layers 16.
La pluralit? di unit? per il deposito 20 comprende una prima unit? di deposito 30 configurata per depositare, su almeno una porzione di ciascuna superficie di deposito 14a, 14b dello strato di elettrolita 14, gli strati elettrodici catalitici 15. Nello specifico, la prima unit? di deposito 30 ? configurata per depositare sulle superfici di deposito 14a, 14b almeno uno strato elettrodico catalitico 15. Nel dettaglio, la prima unit? di deposito 30 ? configurata per depositare in continuo uno strato elettrodico catalitico 15 sulle superfici 14a, 14b dello strato di elettrolita 14, movimentato dai primi mezzi di movimentazione 200. The plurality of deposition units 20 comprises a first deposition unit 30 configured to deposit, on at least a portion of each deposition surface 14a, 14b of the electrolyte layer 14, the catalytic electrode layers 15. Specifically, the first deposition unit 30 is configured to deposit on the deposition surfaces 14a, 14b at least one catalytic electrode layer 15. In detail, the first deposition unit 30 is configured to continuously deposit a catalytic electrode layer 15 on the surfaces 14a, 14b of the electrolyte layer 14, moved by the first movement means 200.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la prima unit? di deposito 30 ? configurata per depositare gli strati elettrodici catalitici 15 contemporaneamente su ciascuna delle superfici di deposito 14a, 14b dello strato di elettrolita 14. Nello specifico, la prima unit? di deposito 30 ? configurata per depositare su entrambe le superfici di deposito 14a, 14b uno strato elettrodico catalitico 15 al passaggio dello strato di elettrolita 14 nella relativa unit?. Tale deposito avviene preferibilmente in flusso continuo in modo da ridurre i tempi di produzione. In accordance with a preferred embodiment, the first deposition unit 30 is configured to deposit the catalytic electrode layers 15 simultaneously on each of the deposition surfaces 14a, 14b of the electrolyte layer 14. Specifically, the first deposition unit 30 is configured to deposit a catalytic electrode layer 15 on both deposition surfaces 14a, 14b as the electrolyte layer 14 passes through the relevant unit. Such deposition preferably occurs in a continuous flow so as to reduce production times.
Preferibilmente, la prima unit? di deposito 30 ? configurata per depositare gli strati elettrodici catalitici 15 simmetricamente su ciascuna superficie di deposito 14a, 14b dello strato di elettrolita 14. Nello specifico, la prima unit? per il deposito 30 ? configurata per depositare gli strati elettrodici catalitici 15 su aree di deposito delle superficie di deposito 14a, 14b simmetriche rispetto allo strato di elettrolita stesso 14. Nel dettaglio, la prima unit? di deposito 30 ? configurata per produrre simmetricamente un semilavorato comprendente al centro lo strato di elettrolita 14 e sulle superfici di deposito 14a, 14b strati elettrodici catalitici 15 simmetrici. Preferably, the first deposition unit 30 is configured to deposit the catalytic electrode layers 15 symmetrically on each deposition surface 14a, 14b of the electrolyte layer 14. Specifically, the first deposition unit 30 is configured to deposit the catalytic electrode layers 15 on deposition areas of the deposition surfaces 14a, 14b that are symmetrical with respect to the electrolyte layer 14 itself. In detail, the first deposition unit 30 is configured to symmetrically produce a semi-finished product comprising the electrolyte layer 14 at its center and symmetrical catalytic electrode layers 15 on the deposition surfaces 14a, 14b.
In accordo con una forma di realizzazione preferita illustrata in figura 1, la prima unit? di deposito 30 ? configurata per depositare ciascuno strato elettrodico catalitico 15 mediante stampaggio a getto di inchiostro. Preferibilmente, la prima unit? di deposito 30 prevede di stampare a getto di inchiostro uno strato elettrodico catalitico 15 su entrambe le superfici di deposito 14a, 14b. In accordo con la presente forma realizzativa, la prima unit? di deposito 30 comprende dispositivi per la stampa a getto di inchiostro, ink-jet, 31 dove ciascuno dispositivo a getto di inchiostro ? associato ad una superficie di deposito 14a, 14b. In questo modo, ? reso possibile lo stampaggio contemporaneo e preferibilmente simmetrico degli strati elettrodici catalitici 15 su ciascuna superficie di deposito 14a, 14b. In accordance with a preferred embodiment illustrated in Figure 1, the first deposition unit 30 is configured to deposit each catalytic electrode layer 15 by inkjet printing. Preferably, the first deposition unit 30 provides for inkjet printing a catalytic electrode layer 15 on both deposition surfaces 14a, 14b. In accordance with the present embodiment, the first deposition unit 30 comprises inkjet printing devices 31 where each inkjet device is associated with a deposition surface 14a, 14b. In this way, simultaneous and preferably symmetrical printing of the catalytic electrode layers 15 on each deposition surface 14a, 14b is made possible.
In accordo con una forma realizzativa alternativa alla precedente, illustrata in figura 2, la prima unit? di deposito 30 ? configurata per depositare ciascuno strato elettrodico catalitico 15 mediante stampaggio rotativo 32. Preferibilmente, la prima unit? di deposito 30 prevede di stampare in maniera rotativa uno strato elettrodico catalitico, preferibilmente mediante flessografia o serigrafia su entrambe le superfici di deposito 14a, 14b. In accordo con la presente forma realizzativa, la prima unit? di deposito 30 comprende dispositivi per la stampa rotativa 32 dove ciascuno dispositivo ? associato ad una superficie di deposito 14a, 14b. In questo modo, ? reso possibile lo stampaggio contemporaneo e preferibilmente simmetrico degli strati elettrodici catalitici 15 su ciascuna superficie di deposito 14a, 14b. In accordance with an alternative embodiment to the previous one, illustrated in figure 2, the first deposition unit 30 is configured to deposit each catalytic electrode layer 15 by rotary moulding 32. Preferably, the first deposition unit 30 provides for rotary printing a catalytic electrode layer, preferably by flexography or silkscreen printing on both deposition surfaces 14a, 14b. In accordance with the present embodiment, the first deposition unit 30 comprises rotary printing devices 32 where each device is associated with a deposition surface 14a, 14b. In this way, the simultaneous and preferably symmetrical printing of the catalytic electrode layers 15 on each deposition surface 14a, 14b is made possible.
La pluralit? di unit? per il deposito 20 comprende una seconda unit? di deposito 40 configurata per depositare su ciascuna superfice di deposito dell?elettrolita 14a, 14b strati di diffusione di gas 16 almeno sugli strati elettrodici catalitici 15 depositati definendo strutture multistrato 17. La seconda unit? di deposito 40, disposata a valle della prima unit? di deposito 30 riceve in ingresso il semilavorato proveniente dalle unit? precedenti lungo la linea di deposito 100. Preferibilmente, la seconda unit? di deposito 40 ? configurata per depositare lo strato di diffusione di gas 16 su ogni superficie di elettrolita 14a, 14b per coprire almeno gli strati elettrodici catalitici 15. Pi? preferibilmente, la seconda unit? di deposito 40 ? configurata per depositare lo strato di diffusione di gas 16 su ogni superficie dell?elettrolita 14a, 14b per coprire almeno gli strati elettrodici catalitici 15 in maniera continua. Nello specifico, al passaggio dello strato di elettrolita 14 con gli strati elettrodici catalitici 15 nella seconda unit? di deposito 40, la seconda unit? di deposito 40 deposita in continuo i relativi strati di diffusione di gas 16. The plurality of deposition units 20 comprises a second deposition unit 40 configured to deposit on each electrolyte deposition surface 14a, 14b gas diffusion layers 16 at least on the deposited catalytic electrode layers 15 defining multilayer structures 17. The second deposition unit 40, arranged downstream of the first deposition unit 30 receives as input the semi-finished product coming from the previous units along the deposition line 100. Preferably, the second deposition unit 40 is configured to deposit the gas diffusion layer 16 on each electrolyte surface 14a, 14b to cover at least the catalytic electrode layers 15. More preferably, the second deposition unit 40 is configured to deposit the gas diffusion layer 16 on each electrolyte surface 14a, 14b to cover at least the catalytic electrode layers 15. configured to deposit the gas diffusion layer 16 on each surface of the electrolyte 14a, 14b to cover at least the catalytic electrode layers 15 continuously. Specifically, as the electrolyte layer 14 with the catalytic electrode layers 15 passes into the second deposition unit 40, the second deposition unit 40 continuously deposits the related gas diffusion layers 16.
? da rilevare che le strutture multistrato 17 comprendono lo strato di elettrolita 14, gli strati elettrodici catalitici 15 e gli stradi di diffusione di gas 16. La struttura multistrato 17 presenta uno spessore compreso tra 160?m e 555?m. It should be noted that the multilayer structures 17 comprise the electrolyte layer 14, the catalytic electrode layers 15 and the gas diffusion layers 16. The multilayer structure 17 has a thickness ranging from 160?m to 555?m.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la seconda unit? di deposito 40 ? configurata per depositare, contemporaneamente su ciascuna delle superfici di deposito 14a, 14b dello strato di elettrolita 14, lo strato di diffusione di gas 16 sugli strati elettrodici catalitici 15 precedentemente depositati. Nello specifico, la seconda unit? di deposito 40 ? configurata per depositare gli strati di diffusione di gas 16 su entrambe le superfici di deposito 14a, 14b per coprire almeno gli strati elettrodici catalitici 15 durante passaggio dello strato di elettrolita 14 nella relativa unit? In accordance with a preferred embodiment, the second deposition unit 40 is configured to deposit, simultaneously on each of the deposition surfaces 14a, 14b of the electrolyte layer 14, the gas diffusion layer 16 on the previously deposited catalytic electrode layers 15. Specifically, the second deposition unit 40 is configured to deposit the gas diffusion layers 16 on both deposition surfaces 14a, 14b to cover at least the catalytic electrode layers 15 during passage of the electrolyte layer 14 in the respective deposition unit.
Preferibilmente, la seconda unit? di deposito 40 ? configurata per depositare strati di diffusione di gas 16 simmetricamente su ciascuna superficie di deposito 14a, 14b dello strato di elettrolita 14 almeno sugli strati elettrodici catalitici 15. Nello specifico, la seconda unit? di deposito 40 ? configurata per depositare gli strati di diffusione di gas 16 almeno sulle aree di deposito delle superficie di deposito 14a, 14b simmetriche rispetto allo strato di elettrolita 14 stesso dove sono state depositati gli strati elettrodici catalitici. Nel dettaglio, la seconda unit? di deposito 40 ? configurata per produrre simmetricamente un semilavorato comprendente al centro lo strato di elettrolita e sulle superfici di deposito 14a, 14b strati elettrodici catalitici 15 simmetrici assemblati ai relativi strati di diffusione di gas 16. Preferably, the second deposition unit 40 is configured to deposit gas diffusion layers 16 symmetrically on each deposition surface 14a, 14b of the electrolyte layer 14 at least on the catalytic electrode layers 15. Specifically, the second deposition unit 40 is configured to deposit the gas diffusion layers 16 at least on the deposition areas of the deposition surfaces 14a, 14b symmetrical with respect to the electrolyte layer 14 itself where the catalytic electrode layers have been deposited. In detail, the second deposition unit 40 is configured to symmetrically produce a semi-finished product comprising the electrolyte layer at the center and on the deposition surfaces 14a, 14b symmetrical catalytic electrode layers 15 assembled to the relative gas diffusion layers 16.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la seconda unit? di deposito 40 ? configurata per depositare gli strati di diffusione di gas 16 mediante svolgimento e compressione degli strati di diffusione di gas 16 su entrambe le superfici di deposito 14a, 14b, per coprire almeno gli strati elettrodici catalitici 15 depositati. In accordance with a preferred embodiment, the second deposition unit 40 is configured to deposit the gas diffusion layers 16 by unrolling and compressing the gas diffusion layers 16 onto both deposition surfaces 14a, 14b, to cover at least the deposited catalytic electrode layers 15.
Preferibilmente, la seconda unit? di deposito 40 comprende dispositivi svolgitori 41 configurati per svolgere gli strati di diffusione del gas 16 su ciascuna superficie di deposito 14a, 14b e dispositivi di calandratura 42 configurati per comprimere tra loro gli strati 14, 15, 16. Nello specifico, i dispositivi svolgitori 41 associati ai dispositivi di calandratura 42, sono configurati per svolgere, al passaggio dello strato di elettrolita 14 su cui sono state depositati gli strati elettrodici catalitici 15, gli strati di diffusione del gas 16. Preferibilmente, i dispositivi di calandratura 42 sono configurati per ricevere in ingresso lo strato di elettrolita 14 con gli strati elettrolitici catalitici 15 e gli strati di diffusione di gas 16 associati a ciascuna superficie di deposito 14a, 14b per coprire almeno gli elettrodici catalitici 15. Nel dettaglio, i dispositivi di calandratura 42 applicano una forza di compressione tra gli strati in ingresso, in modo da comprimerli tra loro e definire la struttura multistrato 17, nonch? di trazione per agevolare la fuoriuscita della struttura multistrato dalla zona di calandratura. ? da rilevare che i dispositivi svolgitori 41, disposti a monte dei dispositivi di calandratura 42, sono necessari per garantire un deposito uniforme degli strati preferibilmente in maniera continua. Preferably, the second unit? of the deposition surface 40 comprises unwinding devices 41 configured to unwind the gas diffusion layers 16 on each deposition surface 14a, 14b and calendering devices 42 configured to compress the layers 14, 15, 16 together. Specifically, the unwinding devices 41 associated with the calendering devices 42 are configured to unwind, upon passage of the electrolyte layer 14 on which the catalytic electrode layers 15 have been deposited, the gas diffusion layers 16. Preferably, the calendering devices 42 are configured to receive at the input the electrolyte layer 14 with the catalytic electrolytic layers 15 and the gas diffusion layers 16 associated with each deposition surface 14a, 14b to cover at least the catalytic electrodes 15. In detail, the calendering devices 42 apply a compressive force between the incoming layers, so as to compress them together and define the multilayer structure 17, as well as traction to facilitate the exit of the multilayer structure from the calendering area. It should be noted that the unwinding devices 41, arranged upstream of the calendering devices 42, are necessary to ensure uniform deposit of the layers, preferably in a continuous manner.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la prima unit? di deposito 30 ? configurata per depositare in maniera continua su ciascuna superficie di deposito 14a, 14b dello strato di elettrolita 14 gli strati elettrodici catalitici 15 tra loro distanziati per una porzione di distanziamento. Nello specifico ciascuno strato elettrodico catalitico 15 ? circondato da una porzione di distanziamento di strato di elettrolita 14. Alternativamente, la prima unit? di deposito 30 ? configurata per depositare in maniera continua su ciascuna superficie di deposito 14a, 14b dello strato di elettrolita 14 gli strati elettrodici 15, comprendo sostanzialmente l?intera superficie di deposito 14a, 14b dello strato di elettrolita 14 o lasciando una porzione di contorno in corrispondenza dei bordi laterali di ciascuna superficie di deposito 14a, 14b. In una ulteriore forma realizzativa, gli strati elettrodici catalitici 15 sono depositati sulle superfici di deposito coprendole interamente. In accordo con le suddette forme realizzative di deposito degli strati elettrodici catalitici 15, la seconda unit? di deposito 40 ? configurata per coprire con gli strati di diffusione di gas 16 gli strati elettrodici catalitici 15 distanziati l?uno dall?altra dalle porzioni di separazione o per coprire le superfici di deposito 14a, 14b a meno della posizione di contorno o per coprire le intere superfici di deposito 14a, 14b. In accordance with a preferred embodiment, the first deposition unit 30 is configured to continuously deposit on each deposition surface 14a, 14b of the electrolyte layer 14 the catalytic electrode layers 15 spaced apart by a spacing portion. Specifically, each catalytic electrode layer 15 is surrounded by a spacing portion of the electrolyte layer 14. Alternatively, the first deposition unit 30 is configured to continuously deposit on each deposition surface 14a, 14b of the electrolyte layer 14 the electrode layers 15, comprising substantially the entire deposition surface 14a, 14b of the electrolyte layer 14 or leaving a contour portion at the lateral edges of each deposition surface 14a, 14b. In a further embodiment, the catalytic electrode layers 15 are deposited on the deposition surfaces covering them entirely. In accordance with the above embodiments of deposition of the catalytic electrode layers 15, the second deposition unit 40 is configured to cover with the gas diffusion layers 16 the catalytic electrode layers 15 spaced from each other by the separation portions or to cover the deposition surfaces 14a, 14b except for the contour position or to cover the entire deposition surfaces 14a, 14b.
La pluralit? di unit? per il deposito 20 comprende una unit? di separazione 50, configurata per separare tra loro le strutture multistrato 17 per produrre elementi MEA 11. The plurality of storage units 20 includes a separation unit 50, configured to separate the multilayer structures 17 from each other to produce MEA elements 11.
Nello specifico, l?unit? di separazione 50, disposta a valle della seconda unit? di deposito 40, ? configurata per separare tra loro le strutture multistrato 17 prodotte e che riceve come semilavorati dalle unit? precedenti. La separazione pu? avvenire separando tra loro le strutture multistrato 17 agendo sullo strato di elettrolita 14, opzionalmente sullo strato di diffusione di gas 16 in corrispondenza delle porzioni di separazione. In alternativa, la separazione tra le strutture multistrato 17 pu? avvenire agendo direttamente sulla struttura multistrato e sulla porzione di contorno. Specifically, the separation unit 50, located downstream of the second storage unit 40, is configured to separate the multilayer structures 17 produced and received as semi-finished products from the previous units. The separation can occur by separating the multilayer structures 17 from each other by acting on the electrolyte layer 14, optionally on the gas diffusion layer 16 at the separation portions. Alternatively, the separation between the multilayer structures 17 can occur by acting directly on the multilayer structure and on the surrounding portion.
Le strutture multistrato 17, uscenti dalla seconda unit? di deposito 40, sono poi movimentate dai secondi mezzi di movimentazione 500, ad esempio nastri traportatori che connettono la seconda unit? di deposito 40 lato calandratura con l?unit? di separazione 50. Ovvero, i secondi mezzi di movimentazione 500 consentono l?ingresso della struttura multistrato 17 nell?unit? di separazione 50 per produrre elementi MEA 11. The multilayer structures 17, exiting from the second storage unit 40, are then moved by the second handling means 500, for example conveyor belts that connect the second storage unit 40 on the calendering side with the separation unit 50. That is, the second handling means 500 allow the multilayer structure 17 to enter the separation unit 50 to produce MEA elements 11.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, l?unit? di separazione 50 ? configurata per separare tra loro le strutture multistrato 17 mediante taglio almeno dello strato di elettrolita 14. Nello specifico, lo stato di elettrolita 14 essendo la base su cui sono depositati gli altri strati in fase di separazione ? necessario che venga tagliato per dividere tra loro le strutture multistrato 17. In accordo con le forme realizzative, precedentemente descritte di deposizione, l?unit? di separazione 50 ? configurata per tagliare lo strato di elettrolita 14 ed opzionalmente lo strato di diffusione di gas 16 in corrispondenza delle porzioni di separazione. In alternativa, l?unit? di separazione 50 ? configurata per tagliare la struttura multistrato 17 per intero e/o strato di elettrolita 14 ed opzionalmente lo strato di diffusione di gas 16 in corrispondenza delle porzioni di contorno. In accordance with a preferred embodiment, the separation unit 50 is configured to separate the multilayer structures 17 from each other by cutting at least the electrolyte layer 14. Specifically, the electrolyte layer 14 being the base on which the other layers being separated are deposited, it is necessary for it to be cut to separate the multilayer structures 17 from each other. In accordance with the previously described deposition embodiments, the separation unit 50 is configured to cut the electrolyte layer 14 and optionally the gas diffusion layer 16 at the separation portions. Alternatively, the separation unit 50 is configured to cut the multilayer structure 17 as a whole and/or the electrolyte layer 14 and optionally the gas diffusion layer 16 at the surrounding portions.
Giova rilevare che l?unit? di separazione 50 ? configurata per agire sul semilavorato in uscita dalla seconda unit? di deposito 40 traportato dai secondi mezzi di movimentazione 500. It is worth noting that the separation unit 50 is configured to act on the semi-finished product exiting from the second storage unit 40 transported by the second handling means 500.
Preferibilmente, l?unit? di separazione comprende uno o pi? dispositivi di taglio laser 51 configurati per separare le strutture multistrato 17 ottenendo elementi MEA 11 delle dimensioni desiderate. Preferably, the separation unit comprises one or more laser cutting devices 51 configured to separate the multilayer structures 17 obtaining MEA elements 11 of the desired dimensions.
A seguito della fase di taglio, gli elementi MEA prodotti 11 vengono trasferite sulla linea di assemblaggio 400 mediante una unit? di movimentazione 60. Nello specifico, la pluralit? di unit? per il deposito comprende l?unit? di movimentazione 60 configurata per movimentare ciascun elemento MEA 11 prodotta alla linea di assemblaggio 400. Nello specifico, l?unit? di movimentazione 60 ? configurata per movimentare gli elementi MEA 11, ovvero gli elementi prodotti dalla linea di deposito 100, alla linea di assemblaggio 400. Nello specifico, l?unit? di movimentazione 60 ? configurata per prelevare gli elementi MEA 11 dall?unit? di separazione 50 e spostarli alla linea di assemblaggio 400 preferibilmente in maniera continua. In questo modo, l?impianto permette la produzione in continuo delle celle a combustibile 10. Following the cutting phase, the produced MEA elements 11 are transferred to the assembly line 400 by means of a handling unit 60. Specifically, the plurality of storage units includes the handling unit 60 configured to handle each produced MEA element 11 to the assembly line 400. Specifically, the handling unit 60 is configured to handle the MEA elements 11, i.e. the elements produced by the storage line 100, to the assembly line 400. Specifically, the handling unit 60 is configured to pick up the MEA elements 11 from the separation unit 50 and move them to the assembly line 400 preferably in a continuous manner. In this way, the system allows the continuous production of the fuel cells 10.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, l?unit? di movimentazione 60 comprende mezzi automatizzati, ad esempio robot industriali, configurati per prelevare gli elementi MEA 11 dall?unit? di separazione e spostarli sulla linea di assemblaggio 400. Giova rilevare, come chiarito nel seguito, la linea di deposito 100 e la linea di assemblaggio 400 sono sincronizzate in modo da produrre le celle a combustibile 10 a flusso continuo. Nello specifico, l?unit? di movimentazione 60 ? sincronizzata con la linea di assemblaggio 400 per posizionare ciascun elemento MEA 11 prodotto tra due piastre bipolari 12, 13 cos? da produrre celle a combustibile ad elettrolita polimerico 10. In accordance with a preferred embodiment, the handling unit 60 includes automated means, such as industrial robots, configured to pick up the MEA elements 11 from the separation unit and move them to the assembly line 400. It should be noted, as clarified below, the storage line 100 and the assembly line 400 are synchronized to produce the fuel cells 10 in a continuous flow. Specifically, the handling unit 60 is synchronized with the assembly line 400 to position each produced MEA element 11 between two bipolar plates 12, 13 to produce polymer electrolyte fuel cells 10.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la pluralit? di unit? per il deposito 20 comprende una prima unit? di stoccaggio 70 disposta a monte della prima unit? di deposito 30 configurata per lo stoccaggio dello strato di elettrolita 14, ad esempio Nafion, e preferibilmente per il relativo tensionamento La prima unit? di stoccaggio 70 comprende uno svolgitore 71 dove ? stoccato lo strato di elettrolita 14, ad esempio, mediante una bobina posizionata sullo svolgitore 71. Nello specifico, i primi mezzi di movimentazione 200 sono configurati, preferibilmente insieme alla prima unit? di stoccaggio 70, per prelevare lo strato di elettrolita 14 dalla prima unit? di stoccaggio 70 per consentire il trasporto in tensione nella prima unit? di deposizione 30 per il corretto deposito degli strati. Al fine di una corretta deposizione degli strati elettrodici catalitici 15, i primi mezzi di movimentazione 200 comprendono elementi di centratura 230, disposti lungo la linea di assemblaggio 100, configurati per consentire una corretta centratura dello strato di elettrolita 14. In accordance with a preferred embodiment, the plurality of storage units 20 comprises a first storage unit 70 arranged upstream of the first storage unit 30 configured for storing the electrolyte layer 14, e.g. Nafion, and preferably for tensioning it. The first storage unit 70 comprises an unwinder 71 where the electrolyte layer 14 is stored, e.g., by means of a reel positioned on the unwinder 71. Specifically, the first handling means 200 are configured, preferably together with the first storage unit 70, to pick up the electrolyte layer 14 from the first storage unit 70 to allow for tensioning it to be transported to the first deposition unit 30 for proper deposition of the layers. In order to correctly depose the catalytic electrode layers 15, the first handling means 200 comprise centering elements 230, arranged along the assembly line 100, configured to allow correct centering of the electrolyte layer 14.
Pi? preferibilmente, a monte dell?unit? di deposito 30 ? disposta una unit? di pretrattamento 2 per trattare le superfici di deposito 14a, 14b per migliorare le propriet? di adesione e tensione superficiale dell?elettrolita 14. Tale trattamento, ad esempio, ? il trattamento a ?corona?. More preferably, upstream of the deposition unit 30 there is a pretreatment unit 2 for treating the deposition surfaces 14a, 14b to improve the adhesion and surface tension properties of the electrolyte 14. Such treatment is, for example, the ?corona? treatment.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la pluralit? di unit? per il deposito 20 comprende una unit? di trattamento 80 disposta tra la prima unit? di deposito 30 e la seconda unit? di deposito 40. L?unit? di trattamento 80 ? configurata per eseguire un trattamento di fissaggio degli strati elettrodici catalitici 15, depositati sulle relative superfici di deposito 14a, 14b. Nello specifico, l?unit? di trattamento 80 ? configurata per agire sugli gli strati elettrodici catalitici 15 depositati, preferibilmente simultaneamente su entrambe le superfici di deposito 14a, 14b in modo da fissare gli strati stessi sullo strato di elettrolita 14. L?unit? di trattamento 80 ? configurata per trattare in continuo lo strato di elettrolita 14 passante nella prima unit? di deposito 30 sul quale sono stati depositati gli strati elettrodici catalitici 15. In accordance with a preferred embodiment, the plurality of deposition units 20 comprises a treatment unit 80 arranged between the first deposition unit 30 and the second deposition unit 40. The treatment unit 80 is configured to perform a fixing treatment of the catalytic electrode layers 15, deposited on the relative deposition surfaces 14a, 14b. Specifically, the treatment unit 80 is configured to act on the deposited catalytic electrode layers 15, preferably simultaneously on both deposition surfaces 14a, 14b so as to fix the layers themselves on the electrolyte layer 14. The treatment unit 80 is configured to continuously treat the electrolyte layer 14 passing through the first deposition unit 30 on which the catalytic electrode layers 15 have been deposited.
Preferibilmente, l?unit? di trattamento 80 ? configurata per fissare l?inchiostro a seguito della fase di stampa eseguita alla prima unit? di deposito 30. Nello specifico, l?unit? di trattamento 80 ? configurata per eseguire un trattamento di curing sugli strati elettrodici catalitici 15 depositati. Ad esempio, l?unit? di trattamento 80 pu? comprendere dispositivi per fissaggio UV o dispositivi per il fissaggio IR 81 agenti su ciascuna superficie di deposito 14a, 14b dello strato di elettrolita 14, su cui sono stati depositati gli strati elettrodici catalitici 15 in modo da fissarli l?uno all?altro. Preferably, the processing unit 80 is configured to fix the ink following the printing step performed at the first deposition unit 30. Specifically, the processing unit 80 is configured to perform a curing treatment on the deposited catalytic electrode layers 15. For example, the processing unit 80 may comprise UV fixing devices or IR fixing devices 81 acting on each deposition surface 14a, 14b of the electrolyte layer 14, on which the catalytic electrode layers 15 have been deposited so as to fix them to each other.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la pluralit? di unit? per il deposito 20 comprende una unit? di tensionamento 90, disposta tra la seconda unit? di deposito 40 e l?unit? di separazione 50, configurata per facilitare l?estrazione delle strutture multistrato 17 generando una forza di trazione per il movimento degli stessi. L?unit? di tensionamento 90 pu? comprendere ad esempio dispositivi per il tensionamento aspirato 91. Tali dispositivi per il tensionamento aspirato 91 possono essere poi associati ai mezzi di movimentazione 500 in modo da trasportare in maniera continuativa i prodotti in uscita dalla seconda unit? di deposito 40. In accordance with a preferred embodiment, the plurality of storage units 20 comprises a tensioning unit 90, arranged between the second storage unit 40 and the separation unit 50, configured to facilitate the extraction of the multilayer structures 17 by generating a tensile force for their movement. The tensioning unit 90 may comprise, for example, suction tensioning devices 91. Such suction tensioning devices 91 may then be associated with the handling means 500 in order to continuously transport the products exiting the second storage unit 40.
Nel dettaglio, la linea di deposito 100 permette di depositare sequenzialmente uno o pi? strati sullo strato di elettrolita fino a produrre per separazione gli elementi In detail, the deposition line 100 allows to sequentially deposit one or more layers on the electrolyte layer until the elements are produced by separation.
La linea di deposito 100 ha un rateo di produzione degli elementi MEA 11 preferibilmente compreso tra uno e venticinque elementi al minuto (in funzione delle dimensioni e geometria delle celle). The deposition line 100 has a production rate of MEA elements 11 preferably between one and twenty-five elements per minute (depending on the size and geometry of the cells).
La linea di assemblaggio 400 ? configurata per ricevere in ingresso gli elementi MEA 11 cos? da assemblarli con le relative piastre bipolari 12, 13 per produrre le celle a combustibile PEM 10. Nello specifico, la linea di assemblaggio 400 ? sincronizzata con l?unit? di movimentazione 60 e con la linea di deposito100 per ricevere gli elementi MEA 11 sulla piastra bipolare di base 12 da assemblare successivamente con la piastra bipolare di copertura 13. The assembly line 400 is configured to receive the MEA elements 11 at the input so as to assemble them with the relative bipolar plates 12, 13 to produce the PEM fuel cells 10. Specifically, the assembly line 400 is synchronized with the handling unit 60 and with the storage line 100 to receive the MEA elements 11 on the base bipolar plate 12 to be subsequently assembled with the cover bipolar plate 13.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la pluralit? di unit? di assemblaggio 300 comprende una unit? di coordinamento 310 associata all?unit? di movimentazione 60, configurata per ricevere sulla piastra bipolare di base 12 ciascun elemento MEA 11 prodotto. Nello specifico, l'unit? di coordinamento 310 ? configurata per movimentare le piastre bipolari 12, 13 e ricevere su piastre bipolari di base 12 ciascun elemento MEA 11 prodotto. Preferibilmente, l?unit? di coordinamento 310 ? sincronizzata con l?unit? di movimentazione 60 in modo che lo spostamento degli elementi MEA 11 coincida con la posizione della piastra bipolare di base 12. Nello specifico, l?unit? di movimentazione 60 ? configurata per prelevare gli elementi MEA 11 dall?unit? di separazione 50 e depositarli su una posizione di deposito 600 sulla linea di assemblaggio 400, preferibilmente in corrispondenza di una piastra bipolare di base 12 movimentata. L?unit? di coordinamento 310 ? configurata per movimentare le piastre bipolari 12, 13 in modo tale che la piastra bipolare di base 12 si trovi nella posizione di deposito 600 per ricevere l?elemento MEA 11. In questo modo, l?unit? di coordinamento 310 permette di posizionare gli elementi a elettrolita a membrana 11 sulla relativa piastra bipolare di base 12. In accordance with a preferred embodiment, the plurality of assembly units 300 comprises a coordination unit 310 associated with the movement unit 60, configured to receive on the bipolar base plate 12 each MEA element 11 produced. Specifically, the coordination unit 310 is configured to move the bipolar plates 12, 13 and receive on the bipolar base plates 12 each MEA element 11 produced. Preferably, the coordination unit 310 is synchronized with the movement unit 60 so that the movement of the MEA elements 11 coincides with the position of the bipolar base plate 12. Specifically, the movement unit 60 is configured to pick up the MEA elements 11 from the coordination unit 310. separation elements 50 and deposit them on a storage position 600 on the assembly line 400, preferably in correspondence with a moved bipolar base plate 12. The coordination unit 310 is configured to move the bipolar plates 12, 13 such that the bipolar base plate 12 is in the storage position 600 to receive the MEA element 11. In this way, the coordination unit 310 allows the membrane electrolyte elements 11 to be positioned on the respective bipolar base plate 12.
Preferibilmente, l?unit? di coordinamento 310 comprende un nastro trasportatore 700, configurato per movimentare le piastre bipolari 12, 13, coordinato con l?unit? di movimentazione 60 per posizionare gli elementi MEA 11 sulla relativa piastra bipolare di base 12. Preferably, the coordination unit 310 comprises a conveyor belt 700, configured to move the bipolar plates 12, 13, coordinated with the movement unit 60 to position the MEA elements 11 on the relative base bipolar plate 12.
Pi? preferibilmente, la pluralit? di unit? di assemblaggio 300 comprende una seconda unit? di stoccaggio 350 associata all?unit? di coordinamento 310 e configurata per conservare le piastre bipolari 12, 13. Nello specifico, l?unit? di coordinamento 310 ? configurata per ricevere le piastre bipolari 12,13 dalla seconda unit? di stoccaggio 350. More preferably, the plurality of assembly units 300 includes a second storage unit 350 associated with the coordination unit 310 and configured to store the bipolar plates 12, 13. Specifically, the coordination unit 310 is configured to receive the bipolar plates 12, 13 from the second storage unit 350.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la pluralit? di unit? di assemblaggio 300 comprende una unit? di chiusura 320 configurata per posizionare le piastre bipolari di copertura 13 sulle piastre bipolari di base 12 contenenti gli elementi MEA 11. Nello specifico, l?unit? di chiusura 320 ? configurata per prelevare dall?unit? di coordinamento 310, preferibilmente dal nastro trasportatore, una piastra bipolare di copertura 13 e per posizionarla su una piastra bipolare di base 12 dove ? gi? stato posizionato l?elemento MEA 11. In questo modo, l?unit? di chiusura 320 permette di assemblare la cella a combustibile PEM 10. Giova rilevare che l?unit? di chiusura 320 pu? essere disposta in parallelo o in serie con l?unit? di coordinamento 310. In accordance with a preferred embodiment, the plurality of assembly units 300 comprises a closure unit 320 configured to position the bipolar cover plates 13 on the bipolar base plates 12 containing the MEA elements 11. Specifically, the closure unit 320 is configured to pick up from the coordination unit 310, preferably from the conveyor belt, a bipolar cover plate 13 and to position it on a bipolar base plate 12 where the MEA element 11 has already been positioned. In this way, the closure unit 320 allows the PEM fuel cell 10 to be assembled. It should be noted that the closure unit 320 can be arranged in parallel or in series with the coordination unit 310.
Preferibilmente, l?unit? di chiusura 320 comprende dispositivi robotizzati di chiusura 321 configurati per prelevare piastre di chiusura 13 dall?unit? di coordinamento 310, preferibilmente dal nastro traportatore 700 e posizionarle su piastre bipolari di base 12 dotate dell?elemento MEA 11. Preferably, the closing unit 320 comprises robotic closing devices 321 configured to pick up closing plates 13 from the coordination unit 310, preferably from the conveyor belt 700, and place them on bipolar base plates 12 equipped with the MEA element 11.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la pluralit? di unit? di assemblaggio 300 comprende una unit? di pressatura 330 configurata per comprimere tra loro le piastre bipolari 12, 13 e l?elemento MEA 11 cos? da produrre celle a combustibile ad elettrolita polimerico 10. ? da rilevare che l?unit? di pressatura 330 ? disposta a valle dell?unit? di coordinamento 310 ed ? configurata per ricevere l?elemento a elettrolita a membrana 11 interposto tra le piastre bipolari 12, 13 in modo da comprimere e fissare tra loro piastre bipolari 12, 13 e l?elemento a elettrolita a membrana 11. Preferibilmente, l?unit? di pressatura 330 comprende dispositivi di pressatura 331 a caldo per eseguire una compressione dell?elemento MEA 11 tra piastre bipolari 12, 13. La fase di pressatura, ovvero di sigillatura, opera in un campo di pressioni compreso tra 500 e 1500 Psi, un campo di temperatura tra 50 e 150?C ed un tempo compreso tra 1 e 15 minuti. In accordance with a preferred embodiment, the plurality of assembly units 300 comprises a pressing unit 330 configured to compress together the bipolar plates 12, 13 and the MEA element 11 to produce polymer electrolyte fuel cells 10. It should be noted that the pressing unit 330 is arranged downstream of the coordination unit 310 and is configured to receive the membrane electrolyte element 11 interposed between the bipolar plates 12, 13 to compress and secure together the bipolar plates 12, 13 and the membrane electrolyte element 11. Preferably, the pressing unit 330 is arranged downstream of the coordination unit 310 and is configured to receive the membrane electrolyte element 11 interposed between the bipolar plates 12, 13 to compress and secure together the bipolar plates 12, 13 and the membrane electrolyte element 11. pressing apparatus 330 includes hot pressing devices 331 for performing a compression of the MEA element 11 between bipolar plates 12, 13. The pressing, or sealing, step operates in a pressure range of between 500 and 1500 Psi, a temperature range of between 50 and 150?C and a time of between 1 and 15 minutes.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la pluralit? di unit? di assemblaggio 300 comprende una terza unit? di deposito 340 configurata per depositare sulla piastra bipolare di base 12 elementi sigillanti 18 in aree di sealing 19 definite. Tali aree di sealing 19 sono definite sulla piastra bipolare di base 12. Preferibilmente, l?unit? di coordinamento 310 ? configurata per posizionare l?elemento a elettrolita a membrana 11 all?interno dell?area di sealing 19 sincronizzandosi con l?unit? di movimentazione 60 nel modo precedentemente descritto coordinando sia la posizione di deposito 600 che l?area di sealing 19 per l?elemento a elettrolita a membrana 11. In accordance with a preferred embodiment, the plurality of assembly units 300 includes a third deposit unit 340 configured to deposit on the bipolar base plate 12 sealing elements 18 in defined sealing areas 19. Such sealing areas 19 are defined on the bipolar base plate 12. Preferably, the coordination unit 310 is configured to position the membrane electrolyte element 11 within the sealing area 19 by synchronizing with the movement unit 60 in the manner described above by coordinating both the deposit position 600 and the sealing area 19 for the membrane electrolyte element 11.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la terza unit? di deposito 340 ? configurata per depositare elementi sigillanti 18 anche sulla piastra bipolare di copertura 13 nelle aree di sealing 19 definite sulla piastra bipolare copertura 13. In questo caso, l?unit? di chiusura ? configurata per posizionare la piastra bipolare di copertura 13 sulla piastra bipolare di base 12 in modo che le aree di sealing 19 siano sovrapposte e delimitino l?elemento MEA 11. In accordance with a preferred embodiment, the third deposit unit 340 is configured to deposit sealing elements 18 also on the bipolar cover plate 13 in the sealing areas 19 defined on the bipolar cover plate 13. In this case, the closing unit is configured to position the bipolar cover plate 13 on the bipolar base plate 12 such that the sealing areas 19 overlap and delimit the MEA element 11.
Preferibilmente, la terza unit? di deposito 340 ? configurata per depositare elementi sigillanti 18 mediante stampa a getto di inchiostro o serigrafia piana o 3D printing con estrusore. Preferably, the third deposition unit 340 is configured to deposit sealing elements 18 by inkjet printing or flatbed screen printing or 3D printing with an extruder.
Preferibilmente, la linea di deposito 100 preferibilmente ha un rateo di produzione di celle PEM 10 compreso tra una e cinque celle al minuto (in funzione delle dimensioni e geometria delle celle). Preferably, the deposition line 100 preferably has a production rate of PEM cells 10 of between one and five cells per minute (depending on the size and geometry of the cells).
Preferibilmente, l?impianto 1 comprende un sistema di controllo associato alla linea di deposito 100 e alla linea di assemblaggio 400 e alle relative unit? delle linee nonch? ai mezzi di movimentazione 200, 500. Tale sistema di controllo ? configurato per gestire e controllare la produzione delle celle a combustibile PEM 10. Nello specifico, il sistema di controllo coordina la movimentazione dello strato di elettrolita 14, degli elementi MEA 11 e delle piastre bipolari 12, 13 e l?attivazione delle diverse unit? per la produzione degli elementi a elettrolita a membrana 11 e per l?assemblaggio delle celle 10. Preferably, the plant 1 comprises a control system associated with the depot line 100 and the assembly line 400 and the related line units as well as the handling means 200, 500. This control system is configured to manage and control the production of the PEM fuel cells 10. Specifically, the control system coordinates the movement of the electrolyte layer 14, the MEA elements 11 and the bipolar plates 12, 13 and the activation of the various units for the production of the membrane electrolyte elements 11 and for the assembly of the cells 10.
Giova rilevare che le unit? per il deposito 20 disposte in serie lungo la linea di deposito 100 sono alimentate sequenzialmente dai primi mezzi di movimentazione 200, con lo strato di elettrolita 14 e successivamente ai depositi degli strati dai secondi mezzi di movimentazione 500. Ciascuna unit? per il deposito 20 riceve sequenzialmente lo strato di elettrolita 14 prelevato e i semilavorati dall?unit? precedente (cio? lo strato di elettrolita su cui sono stati depositati e poi fissati gli strati). Tali unit? per il deposito 20, sono da intendersi una di seguito all?altra in modo da ridurre il tempo di lavorazione e il passaggio alla successiva. Inoltre, la linea di assemblaggio 400 ? disposta in serie rispetto alla linea di deposito 100 ricevendo in ingresso gli elementi costituenti la MEA 11 per poi produrre in sequenza le celle a combustibile PEM 10. It is worth noting that the storage units 20 arranged in series along the storage line 100 are fed sequentially by the first handling means 200 with the electrolyte layer 14 and subsequently to the layer deposits by the second handling means 500. Each storage unit 20 sequentially receives the electrolyte layer 14 taken and the semi-finished products from the previous unit (i.e. the electrolyte layer on which the layers were deposited and then fixed). These storage units 20 are to be understood one after the other in order to reduce the processing time and the transition to the next one. Furthermore, the assembly line 400 is arranged in series with respect to the storage line 100 receiving at input the elements constituting the MEA 11 and then producing in sequence the PEM fuel cells 10.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, l?impianto 1 ? configurato per produrre stack di celle a combustibile ad elettrolita polimerico. Nello specifico, uno stack pu? comprende due o pi? celle a combustibile ad elettrolita polimerico sovrapposte condividendo una piastra bipolare. Nel dettaglio, ciascuna cella a combustibile ad elettrolita polimerico sovrapposta per formare uno stack condivide con la cella adiacente lungo una direzione di sovrapposizione una piastra bipolare. In altre parole, la piastra bipolare tra due celle risulta in comune tra le due celle. In questa forma realizzativa, la pluralit? di unit? di assemblaggio 300 comprende mezzi di prelievo e movimentazione (non illustrati) configurati per prelevare il prodotto in uscita dall?unit? di pressatura 330 ad esempio una cella a combustibile ad elettrolita polimerico 10 o uno stack di due o pi? celle, e trasportarlo all?unit? di coordinamento 310. Nella presente forma realizzativa, l?unit? di coordinamento 310 ? dunque anche configurata per movimentare prodotti dell?unit? di pressatura 330 come celle e/o stack. Giova rilevare che il funzionamento delle unit? di assemblaggio 300 e della relativa linea di assemblaggio 400 ? similare a quanto precedentemente descritto, sostituendo come piastra bipolare di base 12 una delle piastre bipolari del prodotto movimentato dai mezzi di prelievo e movimentazione prelevato i uscita dall?unit? di pressatura 330. Pertanto, l?unit? di coordinamento ? configurata per movimentare stack o celle per posizionare sulla piastra bipolare esposta della cella o dello stack un elemento MEA 11 prodotto. Nel dettaglio, il prodotto prelevato sostituisce una piastra bipolare di base della forma realizzativa precedente in modo da depositare sulla piastra esposta l?elemento MEA e posizionare sopra tale piastra bipolare una piastra bipolare di copertura. In questo modo, l?unit? di pressatura 330 risulta configurata per comprimere tra loro la piastra bipolare di copertura e la cella o lo stack per produrre uno stack a due celle o uno stack di celle maggiore di due. ? inoltre da rilevare che medesime azioni realizzate sulle piastre bipolari della forma realizzativa precedente sono realizzabili sulla piastra bipolare della cella o dello stack e della relativa piastra bipolare di copertura. ? da rilevare pertanto che in accordo con la presente forma realizzativa, una delle piastre bipolari della cella o dello stack di celle in uscita dall?unit? di pressatura funge da piastra bipolare di base, come per la forma realizzativa precedente, e l?impianto in termini di unit? agisce su tale piastra bipolare come se fosse la piastra bipolare di base della forma realizzativa precedente. In accordance with a preferred embodiment, the plant 1 is configured to produce stacks of polymer electrolyte fuel cells. Specifically, a stack may comprise two or more polymer electrolyte fuel cells stacked one on top of the other sharing a bipolar plate. In detail, each polymer electrolyte fuel cell stacked to form a stack shares a bipolar plate with the adjacent cell along an overlapping direction. In other words, the bipolar plate between two cells is common between the two cells. In this embodiment, the plurality of assembly units 300 comprises pick-up and handling means (not illustrated) configured to pick up the product output from the pressing unit 330, for example a polymer electrolyte fuel cell 10 or a stack of two or more cells, and transport it to the coordination unit 310. In the present embodiment, the coordination unit 310 is therefore also configured to handle products from the unit 330. of pressing unit 330 such as cells and/or stacks. It should be noted that the operation of the assembly units 300 and the related assembly line 400 is similar to that previously described, replacing as the base bipolar plate 12 one of the bipolar plates of the product moved by the collection and handling means taken at the exit from the pressing unit 330. Therefore, the coordination unit is configured to move stacks or cells to position a produced MEA element 11 on the exposed bipolar plate of the cell or stack. In detail, the picked product replaces a base bipolar plate of the previous embodiment so as to deposit the MEA element on the exposed plate and position a bipolar cover plate on top of this bipolar plate. In this way, the pressing unit 330 is configured to compress the bipolar cover plate and the cell or stack together to produce a two-cell stack or a stack of cells greater than two. It should also be noted that the same actions performed on the bipolar plates of the previous embodiment can be performed on the bipolar plate of the cell or stack and the related bipolar cover plate. It should therefore be noted that in accordance with the present embodiment, one of the bipolar plates of the cell or stack of cells exiting the pressing unit acts as a base bipolar plate, as in the previous embodiment, and the system in terms of units acts on this bipolar plate as if it were the base bipolar plate of the previous embodiment.
? ulteriore oggetto della presente invenzione, un metodo per la produzione di celle a combustibile ad elettrolita polimerico 10 ciascuna comprendente un elemento MEA 11 interposto tra una piastra bipolare di base 12 ed una piastra bipolare di copertura 13. Giova rilevare che il metodo ? realizzato mediante l?impianto precedentemente descritto. ? a further object of the present invention is a method for the production of polymer electrolyte fuel cells 10, each comprising an MEA element 11 placed between a base bipolar plate 12 and a cover bipolar plate 13. It should be noted that the method is carried out using the previously described system.
Il metodo comprende una serie di fasi eseguite in continua eseguite mediante movimentazione dello strato di elettrolita con i mezzi di movimentazione 200, 500 e coordinamento con la pluralit? di unit? di assemblaggio 300. The method comprises a series of continuously performed steps performed by moving the electrolyte layer with the moving means 200, 500 and coordinating with the plurality of assembly units 300.
Giova pertanto rilevare che ciascuna fase del metodo pu? essere scandita dalla successiva da una fase intermedia di movimentazione dello strato di elettrolita 14 per la linea di deposito 100 e da una fase intermedia di movimentazione delle piastre bipolari 12, 13 e/o degli elementi ad elettrolita a membrana 11 per la linea di assemblaggio 400. Tali fasi intermedie di movimentazione avvengono preferibilmente da una unit? di impianto alla successiva (e/o alla precedente). It is therefore worth noting that each phase of the method can be marked by the next one by an intermediate phase of movement of the electrolyte layer 14 for the deposition line 100 and by an intermediate phase of movement of the bipolar plates 12, 13 and/or the membrane electrolyte elements 11 for the assembly line 400. These intermediate movement phases preferably occur from one plant unit to the next (and/or the previous one).
In accordo con una forma di realizzazione preferita, il metodo comprende le fasi di fornire una linea di deposito 100 comprendente una pluralit? di unit? per il deposito 20 in serie configurate per depositare sullo strato di elettrolita 14 ulteriori strati producendo elementi MEA 11. La linea di deposito 100 fornita comprende anche mezzi di movimentazione 200, 500 configurati per movimentare tra le unit? per il deposito 20 uno strato di elettrolita 14 avente due superfici di deposito opposte 14a, 14b. Preferibilmente, la pluralit? di unit? per il deposito 20 comprendono una prima unit? di deposito 30, una seconda unit? di deposito 40, una unit? di separazione 50 e una unit? di movimentazione 60 aventi le funzioni e le caratteristiche precedentemente descritte. Pi? preferibilmente, la pluralit? di unit? per il deposito 20 pu? comprendere anche una prima unit? di stoccaggio 70, una unit? di trattamento 80 ed una unit? di tensionamento 90 ed una unit? di pretrattamento 2 aventi funzioni e le caratteristiche precedentemente descritte. Giova rilevare che la fase di fornire la linea per deposito 100 prevede di fornire le relative unit? e mezzi di movimentazione 200, 500 in accordo alle forme di realizzazione preferite. Tali unit? sono disposte in serie nel modo precedentemente descritto. In accordance with a preferred embodiment, the method comprises the steps of providing a deposition line 100 comprising a plurality of deposition units 20 in series configured to deposit additional layers onto the electrolyte layer 14 producing MEA elements 11. The provided deposition line 100 also comprises handling means 200, 500 configured to move between the deposition units 20 an electrolyte layer 14 having two opposing deposition surfaces 14a, 14b. Preferably, the plurality of deposition units 20 comprise a first deposition unit 30, a second deposition unit 40, a separation unit 50 and a handling unit 60 having the functions and features described above. More preferably, the plurality of deposition units 20 may also comprise a first storage unit 70, a processing unit 80 and a handling unit 60. tensioning unit 90 and a pre-treatment unit 2 having the functions and characteristics previously described. It should be noted that the phase of providing the storage line 100 involves providing the related units and handling means 200, 500 in accordance with the preferred embodiments. These units are arranged in series in the manner previously described.
I mezzi di movimentazione 200, 500 forniti sono configurati per connettere in serie le unit? per il deposito 20 movimentando lo strato di elettrolita 14 tra di esse. Nello specifico, i mezzi di movimentazione 200, 500 presentano primi 200 e secondi mezzi di movimentazione 500. Nel dettaglio, i primi mezzi di movimentazione 200 sono configurati per movimentare lo strato di elettrolita tra la prima unit? di deposito 30 e la seconda unit? di deposito 40, mentre i secondi mezzi di movimentazione sono configurati per movimentare lo stato di elettrolita 14 su cui sono stati depositati gli strati, dall?uscita della seconda unit? di deposito 40 all?unit? di movimentazione 60. The provided handling means 200, 500 are configured to serially connect the deposition units 20 by moving the electrolyte layer 14 between them. Specifically, the handling means 200, 500 feature first 200 and second handling means 500. In detail, the first handling means 200 are configured to move the electrolyte layer between the first deposition unit 30 and the second deposition unit 40, while the second handling means are configured to move the electrolyte layer 14 on which the layers have been deposited, from the outlet of the second deposition unit 40 to the handling unit 60.
Il metodo comprende una fase di fornire una linea di assemblaggio 400 associata alla linea di deposito 100 mediante l?unit? di movimentazione 60 e comprendente una pluralit? di unit? di assemblaggio 400. Preferibilmente, la pluralit? di unit? di assemblaggio 400 comprende una unit? di coordinamento 310, una unit? di chiusura 320, una unit? di pressatura 330 aventi le funzioni precedentemente descritte. Pi? preferibilmente la pluralit? di unit? di assemblaggio 400 pu? comprendere una terza unit? di deposito 340 ed una seconda unit? di stoccaggio 350 aventi le funzioni precedentemente descritte. Giova rilevare che la fase di fornire la linea per l?assemblaggio 300 prevede di fornire le relative unit? in accordo alle forme di realizzazione preferite. The method comprises a step of providing an assembly line 400 associated with the storage line 100 by means of the handling unit 60 and comprising a plurality of assembly units 400. Preferably, the plurality of assembly units 400 comprises a coordination unit 310, a closing unit 320, a pressing unit 330 having the functions previously described. More preferably the plurality of assembly units 400 may comprise a third storage unit 340 and a second storage unit 350 having the functions previously described. It should be noted that the step of providing the assembly line 300 involves providing the related units in accordance with the preferred embodiments.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, il metodo comprende una fase preliminare di svolgimento dello strato di elettrolita 14 tra la pluralit? di unit? di deposito 20 almeno fino alla seconda unit? di deposito 40. Preferibilmente, il metodo prevede di mantenere in tensione lo strato di elettrolita 14 tra le unit? almeno fino alla separazione delle strutture multistrato 17. Pi? preferibilmente, il metodo prevede trattamenti superficiali delle superfici di deposito dello strato di elettrolita lungo la linea di deposito 100. In accordance with a preferred embodiment, the method comprises a preliminary step of unwinding the electrolyte layer 14 between the plurality of deposition units 20 at least up to the second deposition unit 40. Preferably, the method provides for maintaining the electrolyte layer 14 under tension between the units at least until the separation of the multilayer structures 17. More preferably, the method provides for surface treatments of the deposition surfaces of the electrolyte layer along the deposition line 100.
Il metodo comprende una fase a) di depositare mediante la prima unit? di deposito 30 gli strati elettrodici catalitici 15 su ciascuna superficie di deposito 14a, 14b dello strato di elettrolita 14. La fase a), realizzata mediante la prima unit? di deposito 30, prevede il deposito degli strati elettrodici catalitici 15 su ciascuna superficie di deposito 14a, 14b preferibilmente sulla porzione dello strato di elettrolita 14 presente all?interno dell?unit? stessa. Gli strati elettrodici catalitici 15 sono depositati in contemporanea su entrambe le superfici 14a, 14b di deposito 14a, 14b preferibilmente simmetricamente rispetto allo strato di elettrolita 14. Nello specifico, la prima unit? di deposito 30 prevede la deposizione degli strati elettrodici catalitici 15 lungo una direzione perpendicolare alle superfici di deposito 14a, 14b su entrambe le superfici di deposito 14a, 14b. In accordo con una forma di realizzazione preferita, la fase a) prevede di depositare gli strati elettrodici catalitici 15 mediante stampaggio a getto di inchiostro o serigrafia rotativo o flexografia. La fase a) produce un semilavorato da inviare alle unit? successive per la produzione degli elementi MEA 11. The method comprises a step a) of depositing by means of the first deposition unit 30 the catalytic electrode layers 15 on each deposition surface 14a, 14b of the electrolyte layer 14. Step a), carried out by means of the first deposition unit 30, provides for the deposition of the catalytic electrode layers 15 on each deposition surface 14a, 14b preferably on the portion of the electrolyte layer 14 present inside the unit itself. The catalytic electrode layers 15 are deposited simultaneously on both deposition surfaces 14a, 14b 14a, 14b preferably symmetrically with respect to the electrolyte layer 14. Specifically, the first deposition unit 30 provides for the deposition of the catalytic electrode layers 15 along a direction perpendicular to the deposition surfaces 14a, 14b on both deposition surfaces 14a, 14b. In accordance with a preferred embodiment, step a) involves depositing the catalytic electrode layers 15 by inkjet printing or rotary screen printing or flexography. Step a) produces a semi-finished product to be sent to subsequent units for the production of the MEA elements 11.
La fase di deposito a) ? realizzata in maniera continua sulle superfici di deposito dello strato di elettrolita passante per la prima unit? di deposito 30. The deposition phase a) is performed continuously on the deposition surfaces of the electrolyte layer passing through the first deposition unit 30.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, il metodo prevede una fase di trattamento per il fissaggio degli strati elettrodici catalitici 15 mediante una unit? di trattamento a valle della prima unit? di deposito 30. In questo modo, gli strati elettrodici catalitici 15 sono fissati alle superfici dell?elettrolita 14 e sono predisposti per le fasi successive. In accordance with a preferred embodiment, the method provides a treatment step for fixing the catalytic electrode layers 15 by means of a treatment unit downstream of the first deposition unit 30. In this way, the catalytic electrode layers 15 are fixed to the surfaces of the electrolyte 14 and are prepared for the subsequent steps.
In seguito, il metodo comprende la fase b) di deposito in maniera continuativa lo strato di diffusione di gas 16 su ciascuna superficie di deposito 14a, 14b mediante la seconda unit? di deposito 40. Lo strato di diffusione del gas 16, aderendo agli strati elettrodici catalitici 15, definisce le strutture multistrato 17. La fase b) prevede di depositare gli strati di diffusione del gas 16 su ciascuna superficie di deposito coprendo gli strati elettrodici catalitici 15 per la produzione di strutture multistrato 17. Tali strutture multistrato 17 posso essere separate da porzioni di separazione o contornate da porzioni di contorno in corrispondenza dei bordi delle superfici di deposito o coprenti per intero le superfici di deposito. The method then comprises step b) of continuously depositing the gas diffusion layer 16 on each deposition surface 14a, 14b by means of the second deposition unit 40. The gas diffusion layer 16, adhering to the catalytic electrode layers 15, defines the multilayer structures 17. Step b) involves depositing the gas diffusion layers 16 on each deposition surface covering the catalytic electrode layers 15 to produce multilayer structures 17. Such multilayer structures 17 may be separated by separation portions or surrounded by contour portions at the edges of the deposition surfaces or covering the entire deposition surfaces.
Preferibilmente, la fase b) prevede il deposito degli strati di diffusione di gas 16 per compressione tramite calandratura sugli strati elettrodici catalitici 15. Pi? preferibilmente, la fase b) prevede di depositare contemporaneamente su entrambe le superfici di deposito gli strati di diffusione di gas. Ancora pi? preferibilmente la fase b) prevede di depositare contemporaneamente e simmetricamente rispetto allo strato di elettrolita gli stratti di diffusione dei gas 16. Preferably, step b) provides for the deposit of the gas diffusion layers 16 by compression through calendering on the catalytic electrode layers 15. More preferably, step b) provides for the simultaneous depositing of the gas diffusion layers on both deposition surfaces. Even more preferably, step b) provides for the simultaneous and symmetrical depositing of the gas diffusion layers 16 with respect to the electrolyte layer.
? da rilevare che le fasi a) e b) prevedono di agire sul medesimo strato di elettrolita 14 in modo che ogni unit? per il deposito 20 agisce sulle relative superfici di deposito lavorate all?unit? precedente. Preferibilmente, le fasi a) e b) sono realizzate mediante il trasporto coordinato e sincronizzato dello strato di elettrolita per mezzo dei primi mezzi di movimentazione 200 e preferibilmente per mezzo dei mezzi di tensionamento 90. It should be noted that phases a) and b) involve acting on the same electrolyte layer 14 so that each deposition unit 20 acts on the relative deposition surfaces machined by the previous unit. Preferably, phases a) and b) are performed by means of the coordinated and synchronized transport of the electrolyte layer by means of the first handling means 200 and preferably by means of the tensioning means 90.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, il metodo prevede una fase di tensionamento mediante l?unit? di tensionamento 90 a valle della seconda unit? di deposito 40. La fase di tensionamento prevede di agevolare l?estrazione degli strati dalla seconda unit? di deposito 40. Pi? preferibilmente i secondi mezzi di movimentazione 500 permettono insieme all?unit? di tensionamento 90 di estrarre il prodotto dalla seconda unit? di deposito 40. In accordance with a preferred embodiment, the method provides for a tensioning step by means of the tensioning unit 90 downstream of the second storage unit 40. The tensioning step provides for facilitating the extraction of the layers from the second storage unit 40. More preferably the second handling means 500 allow, together with the tensioning unit 90, to extract the product from the second storage unit 40.
Giova rilevare che le fasi di deposito di strati sono eseguite sulla superficie affacciata all?ambiente esterno. Nello specifico, lo strato di elettrolita 14 presenta le due superfici di deposito opposte. I successivi strati depositati sullo strato di elettrolita 14 presenteranno relative superfici rivolte verso la superficie di deposito dello strato precedente ed opposte superfici di deposito fino allo strato di diffusone di gas dove la superficie di deposito risulta libera e affacciata all?ambiente esterno. It is worth noting that the layer deposition phases are performed on the surface facing the external environment. Specifically, the electrolyte layer 14 has two opposite deposition surfaces. The subsequent layers deposited on the electrolyte layer 14 will have relative surfaces facing the deposition surface of the previous layer and opposite deposition surfaces up to the gas diffusion layer where the deposition surface is free and facing the external environment.
Il metodo comprende una fase c) di separare le strutture multistrato 17 mediate l?unit? di separazione 50 producendo elementi MEA 11. Nello specifico, la fase c) prevede di agire sulle strutture multistrato 17 prodotte in modo da separarle per produrre elementi MEA 11. Come descritto precedentemente nell?impianto, la fase c) prevede di tagliare almeno lo strato di elettrolita 14 tra le strutture multistrato, opzionalmente anche lo strato di diffusione del gas 16 e gli strati elettrolitici catalitici 15. Nel dettaglio, la fase c) prevede la produzione di un componente della cella a combustibile. The method comprises a step c) of separating the multilayer structures 17 by means of the separation unit 50 producing MEA elements 11. Specifically, step c) involves acting on the produced multilayer structures 17 in order to separate them to produce MEA elements 11. As previously described in the plant, step c) involves cutting at least the electrolyte layer 14 between the multilayer structures, optionally also the gas diffusion layer 16 and the catalytic electrolyte layers 15. In detail, step c) involves the production of a fuel cell component.
Giova rilevare che la fase c) e le fasi realizzate fino all?unit? di movimentazione 60 sono realizzata mediante la movimentazione con i secondi mezzi di movimentazione 500 del prodotto in uscita dalla seconda unit? di deposito 40. It is worth noting that phase c) and the phases carried out up to the handling unit 60 are carried out by moving the product exiting the second storage unit 40 using the second handling means 500.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, il metodo comprende una fase di movimentazione mediante l?unit? di movimentazione 60 per spostare gli elementi MEA 11 dalla linea di deposito 100 alla linea di assemblaggio 400. In accordance with a preferred embodiment, the method comprises a handling step using the handling unit 60 to move the MEA elements 11 from the storage line 100 to the assembly line 400.
Giova rilevare che la linea di assemblaggio 400 e la linea di deposito 100 sono coordinate in funzione degli elementi a elettrolita a membrana 11 prodotti. It is worth noting that the assembly line 400 and the deposition line 100 are coordinated with respect to the membrane electrolyte elements 11 produced.
Il metodo comprende una fase d) di assemblaggio di ciascun elemento MEA 11 con le piastre bipolari 12, 13 mediante la pluralit? di unit? di assemblaggio 300 per produrre celle a combustibile ad elettrolita polimerico 10. Nello specifico, la fase d) prevede di ricevere gli elementi MEA 11 e disporli tra le piastre bipolari 12, 13 cos? da produrre le celle a combustibile ad elettrolita polimerico 10. The method comprises a step d) of assembling each MEA element 11 with the bipolar plates 12, 13 by means of the plurality of assembly units 300 to produce polymer electrolyte fuel cells 10. Specifically, step d) involves receiving the MEA elements 11 and arranging them between the bipolar plates 12, 13 so as to produce the polymer electrolyte fuel cells 10.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la fase d) comprende una fase d1) di posizionare elementi a elettrolita a membrana 11 sulle piastre bipolari di base 12 mediante l?unit? di coordinamento 310. Tale unit? di coordinamento 310 movimenta le piastre bipolari 12,13 in modo da ricevere correttamente elementi MEA 11 sulla relativa piastra bipolare 12. L?unit? di coordinamento 310 ? sincronizzata con l?unit? di movimentazione 60 per posizionare e ricevere elementi MEA 11 sulla relativa piastra bipolare di base 12. Nello specifico, la fase d1) prevede di movimentare la piastra bipolare di base 12 nella posizione di deposito 600 per posizionare l?elemento MEA 11. La fase d) comprende la fase d2) posizionamento della piastra bipolare di copertura 13 sulla piastra bipolare di base 12 su cui ? stato posizionato l?elemento MEA 11. Infine, la fase d) comprende una fase d3) di compressione delle piastre bipolari 12, 13 e del relativo elemento MEA 11 disposto tra di esse cos? da produrre la cella a combustile ad elettrolita polimerico 10. Preferibilmente la fase d3) prevede di comprimere e trattare termicamente le piastre bipolari 12, 13 e gli elementi MEA 11 per produrre la cella ad elettrolita polimerico 10 mediante la relativa unit? di pressatura 330. In accordance with a preferred embodiment, step d) comprises a step d1) of positioning membrane electrolyte elements 11 on the base bipolar plates 12 by means of the coordination unit 310. This coordination unit 310 moves the bipolar plates 12,13 in order to correctly receive MEA elements 11 on the relevant bipolar plate 12. The coordination unit 310 is synchronized with the movement unit 60 to position and receive MEA elements 11 on the relevant base bipolar plate 12. Specifically, step d1) involves moving the base bipolar plate 12 to the storage position 600 to position the MEA element 11. Step d) comprises step d2) positioning the cover bipolar plate 13 on the base bipolar plate 12 on which it is positioned. the MEA element 11 has been positioned. Finally, phase d) comprises a phase d3) of compression of the bipolar plates 12, 13 and of the relative MEA element 11 arranged between them so as to produce the polymer electrolyte fuel cell 10. Preferably, phase d3) involves compressing and heat treating the bipolar plates 12, 13 and the MEA elements 11 to produce the polymer electrolyte cell 10 by means of the relative pressing unit 330.
In accordo con una forma di realizzazione preferita la fase d) comprende una fase preliminare di prelevamento delle piastre bipolari 12, 13 dalla seconda unit? di stoccaggio 350 e di posizionamento delle stesse nell?unit? di coordinamento 310. In accordance with a preferred embodiment, phase d) comprises a preliminary phase of removing the bipolar plates 12, 13 from the second storage unit 350 and positioning them in the coordination unit 310.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la fase d) comprende una fase intermedia di sealing tramite la terza unit? di deposito 340 la quale deposita elementi sigillanti 18 sulla piastra bipolare di base 12, preferibilmente anche sulla piastra bipolare di copertura 13. Nello specifico, la fase intermedia prevede la definizione di aree di sealing 19. In accordance with a preferred embodiment, step d) comprises an intermediate sealing step via the third deposit unit 340 which deposits sealing elements 18 on the base bipolar plate 12, preferably also on the cover bipolar plate 13. Specifically, the intermediate step involves the definition of sealing areas 19.
Le fasi di assemblaggio sono eseguite in successione in modo che le superfici esterne dell?elemento MEA 11 siano affacciate alle relative superfici delle piastre bipolari 12, 13. The assembly steps are carried out in succession so that the external surfaces of the MEA element 11 face the relative surfaces of the bipolar plates 12, 13.
Il metodo comprende la fase di eseguire in continuo le fasi a)-d) coordinando la linea di deposito 100 e la linea di assemblaggio 300. in questo modo ? possibile produrre in continuo le celle a combustibile ad elettrolita polimerico 10. The method comprises the step of continuously performing steps a)-d) by coordinating the depot line 100 and the assembly line 300. In this way it is possible to continuously produce the polymer electrolyte fuel cells 10.
In accordo con la forma di realizzazione preferita per la produzione di stack, la fase d) prevede una fase di prelevamento del prodotto in uscita dall?unit? di pressatura, ad esempio, una cella o uno stack e posizionamento del prodotto sull?unit? di coordinamento. In questo modo, la fase d) prevede di agire sulla piastra bipolare della cella o dello stack esposta per la lavorazione come se fosse la piastra bipolare di base della forma realizzativa precedentemente descritta. Nello specifico, la fase d) prevede di movimentare le piastre, la cella e/o lo stack, depositare l?elemento MEA, realizzare l?eventuale sealing, posizionare la piastra bipolare di copertura e comprimere con relativo trattamento termico per produrre stack di celle. Tale fase pu? essere secondo la presente forma realizzativa essere ripetuta su celle nuove prodotte produce cos? stack di due cello oppure agire su stack di celle per aumentare le relative celle associate ad uno stack. In accordance with the preferred embodiment for stack production, phase d) involves a phase of picking up the product exiting the pressing unit, for example, a cell or a stack, and positioning the product on the coordination unit. In this way, phase d) involves acting on the bipolar plate of the cell or stack exposed for processing as if it were the basic bipolar plate of the previously described embodiment. Specifically, phase d) involves moving the plates, the cell and/or the stack, depositing the MEA element, performing any sealing, positioning the bipolar cover plate and compressing with relative heat treatment to produce stacks of cells. According to the present embodiment, this phase can be repeated on new cells produced, thus producing stacks of two cells, or act on stacks of cells to increase the relative cells associated with a stack.
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