En Alemania realizan proyecto para fabricación de placas a base de polímero de grafito

De acuerdo con información suministrada por Coperion, las placas bipolares son un elemento central en las células de combustible por lo que sus implementaciones, basadas en compuestos de grafito termoplástico, son el centro de este trabajo.

Los niveles de llenado extremadamente altos plantean desafíos a la tecnología de procesos razón por la cual Coperion está aprovechando su amplia experiencia en el desarrollo de soluciones de maquinaria para la fabricación de los compuestos plásticos necesarios para la manufactura de estas celdas.

Las placas bipolares, fabricadas a partir de compuestos de polímero de grafito, se prestan para aplicaciones móviles gracias a su bajo peso. Combinan propiedades como la conductividad eléctrica y térmica y la no permeabilidad a los gases con una capacidad mecánica notablemente mayor que la que pueden lograr las placas de grafito puro. Además, resisten los efectos de la humedad y los medios ácidos a temperaturas de funcionamiento típicas durante períodos de tiempo más largos que las aleaciones metálicas.

Por esto, la misión de Coperion en este trabajo es la de transferir toda la experiencia obtenida en sus años de fabricación de compuestos plásticos a la preparación de mezclas que consisten en altas cantidades de grafito y bajas cantidades de polímero, para sentar las bases para futuras mejoras.

“Nuestro enfoque principal radica en dos factores críticos: por un lado, las altas proporciones de grafito y, paralelamente, también estamos optimizando la incorporación de cargas del polímero, para evitar la creación de aglomerados y la degradación del polímero durante el proceso de fabricación del compuesto.  En este proyecto, los niveles de llenado de más del 85 % en peso están dirigidos a la densidad aparente. Esto requiere un equipo especial para alimentar las mezclas en la extrusora y aumentar el posible rendimiento de masa. Queremos integrar de manera óptima esta difícil entrada de material en el proceso, dijo Markus Fiedler, líder del equipo de Aplicaciones Químicas y Tecnología de Procesos en Coperion.

Para que la tecnología base mejore el comportamiento de la alimentación de materiales, Coperion utiliza la tecnología patentada Feed Enhancement Technology (FET), que es ideal cuando se utilizan rellenos más finos y no compactados.

La sección de entrada del alimentador lateral está equipada con una pared porosa permeable a los gases. Se instala un vacío en el exterior y se aspira parte del aire contenido en la mezcla. De este modo aumenta la densidad aparente y con ella la capacidad de absorción del material en el alimentador lateral.

Coperion también ha desarrollado un concepto de máquina optimizado para homogeneizar la mezcla. Paralelamente, la empresa está utilizando simulaciones de flujo 3D numéricas (CFD) para la optimización virtual y real del proceso de mezcla de polímero y relleno. Junto con el proyecto, Coperion también está desarrollando una herramienta de calidad en línea para detectar fluctuaciones de procesos y productos, por lo que la regulación de la calidad del compuesto debe realizarse en tiempo real.

El proyecto se está promocionando con el número de registro 03ETB028B del Ministerio Federal de Economía y Energía de Alemania utilizando el acrónimo GrabaT (tecnologías de placas bipolares basadas en grafito).