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Tanques de almacenamiento de hidrógeno

Producción de hidrógeno

En la Tierra, el hidrógeno solo se produce en combinación con otros elementos. Uno de los compuestos más conocidos y comunes es el compuesto con oxígeno en forma de agua. Para producir hidrógeno verde, el agua se divide en moléculas de hidrógeno y oxígeno en un proceso de electrólisis con electricidad de energías renovables. Esto se hace, por ejemplo, con membranas de intercambio de protones (PEM). Se encuentran en las denominadas celdas de PEM, que constan de diferentes capas: el cátodo y el ánodo envuelven la membrana, y cada uno está provisto de capas catalizadoras. Juntas, estas capas forman el conjunto de electrodos de membrana (MEA). Junto con una capa de difusión de gas a ambos lados y dos placas bipolares (BPP), forman una celda de electrólisis de PEM. Para obtener el mayor rendimiento posible en la producción industrial de hidrógeno, aquí se apilan varias celdas.

Visualización de una pila de PEM con varias capas
Visualización de una producción de pila de PEM

Producción automatizada de celdas y pilas de PEM

El montaje de las capas individuales de una pila de PEM hasta ahora se ha realizado de forma manual y requiere mucho tiempo. Para poder producir grandes cantidades de manera eficiente y económica, se requiere una mayor automatización de la producción de pilas. Por ejemplo, los brazos robóticos pueden apilar las capas de una celda de electrolisis de PEM y, alternativamente, colocar un MEA y una BPP uno encima del otro. Con el fin de garantizar que no ocurran errores aquí, varios productos de Pepperl+Fuchs son adecuados para respaldar la producción automatizada.

Los sensores de doble lámina detectan capas de límite

Evite las capas dobles con sensores de doble lámina

En la fabricación de pilas y celdas de PEM hay que procurar que ninguna capa se superponga dos veces. Si dos MEA se colocan accidentalmente uno encima del otro, la celda de PEM no funcionará y la pila no se podrá utilizar. Para evitar esto, se utilizan sensores de doble lámina de Pepperl+Fuchs. Son capaces de reconocer varias capas mediante la detección de capas de límite, es decir, la transición a un espacio de aire. De esta manera, garantizan que el brazo robótico solo recoja un MEA a la vez y no recoja dos accidentalmente.

Los sensores ultrasónicos miden la distancia a una placa subyacente

Medición de altura con sensores ultrasónicos de la serie F77

Cuando se producen celdas de PEM también se deben evitar las capas dobles de placas bipolares. Los sensores ultrasónicos de alta precisión de la serie F77 pueden ayudar a detectar estas capas dobles. A través de la medición la distancia a la placa subyacente con una exactitud de 0.2 mm, pueden inferir la altura de la placa y, en consecuencia, detectar si dos BPP se encuentran accidentalmente una encima del otra.

Los sensores fotoeléctricos de barrera unidireccional ayudan al posicionamiento preciso de las capas

Posicionamiento de capas con sensores de barrera unidireccional

El apilamiento de las diversas capas de celdas de PEM debe ser muy preciso. Aquí, los sensores fotoeléctricos de barrera unidireccional de Pepperl+Fuchs pueden ayudar con el posicionamiento preciso de las capas. Son capaces de detectar bordes con alta precisión y, por lo tanto, pueden detectar de manera confiable posibles capas sobresalientes.

Un ícono con un par de flechas.

Comunicación mediante IO-Link

Los innovadores sensores de Pepperl+Fuchs para la producción automatizada de pilas de PEM cuentan con interfaces estandarizadas de IO-Link. Esto permite a los usuarios no solo realizar y cambiar la configuración, sino también consultar los datos de estado. Los maestros IO-Link asociados transmiten estos datos a sistemas de nivel superior a través de OPC UA para que se puedan utilizar, por ejemplo, en análisis y simulaciones. Por lo tanto, los sensores utilizados cumplen con todos los requisitos de la producción moderna en el sentido de la Industria 4.0.