11月8日下午,Impact Coatings 中國區(qū)總裁王耀文先生受邀在蘇美達香港第七屆進博會專題直播活動中發(fā)表演講。
王耀文先生主要從以下五方面對PVD技術在綠氫產業(yè)和汽車產業(yè)中的商業(yè)化應用進行闡述:
一、Impact Coatings 公司介紹
Impact Coatings 是一家來自瑞典的專注于PVD設備和技術解決方案的企業(yè),成立于1997年,總部在林雪平,在全球有研發(fā)和銷售網(wǎng)絡,公司于2004年在瑞典納斯達克上市。
2022年,在中國成立全資子公司,位于上海青浦,提供涂層的加工服務、技術服務以及設備的售后服務。
二、PVD技術原理
PVD(物理氣相沉積)技術,其原理就是通過物理方法將固態(tài)材料轉化為氣態(tài)或等離子體態(tài),并在特定基底上沉積形成薄膜。該技術的核心就是利用高能離子、電子、激光或熱源,使靶材(即要沉積的材料)的原子或分子從固態(tài)轉變?yōu)闅鈶B(tài)。這些氣態(tài)原子或分子在真空環(huán)境中會遷移到基底表面,并在基底上凝結、聚集和生長,最終形成連續(xù)且均勻的薄膜。
PVD涂層與其他傳統(tǒng)表面處理技術比較,有幾方面的特點和優(yōu)勢。首先,在覆蓋從原子級到微米級的厚度范圍的同時,可以精準地控制涂層的厚度。另外,因為能量高,跟基材的結合力更好,耐用性更好,比如手機、手表、刀具等表面的耐磨性涂層,適用面非常的廣泛。
三、氫能技術應用
綠氫產業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)是燃料電池和水電解制氫技術。燃料電池,即將氫氣或者其他燃料轉化成電能的一個電化學的裝置。水電解就是將水電解成氫氣和氧氣。兩者互為逆反應。涉及到的技術路線有很多,有質子交換膜燃料電池,陰離子交換膜燃料電池,固態(tài)氧化物燃料電池等。
Impact Coatings 在氫能相關技術已經(jīng)有10余年時間,在行業(yè)內的經(jīng)驗積累非常雄厚,基本上常見的這些氫能技術的表面涂層,我們都有涉足,也有對應的解決方案。
燃料電池和水電解設備是一個電化學設備,是一個酸性的、強腐蝕性的環(huán)境并且需要導電。其中很多金屬的組件,比如說極板/金屬氣體擴散層等。本身基材的導電性和耐腐蝕性不夠,所以需要對其表面進行處理,提高其導電性和耐腐蝕性,以及催化性能。氫能技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展,特別是在近年來的全球碳減排以及應對氣候變化的趨勢下,發(fā)展非常迅速。氫能被認為是一個終極的能源解決方案,一個能量的介質,將間歇性的可再生能源風力、光電儲存起來,提供燃料、動力和工業(yè)原材料,可以實現(xiàn)真正的經(jīng)濟的零碳愿景。
這個行業(yè)還面臨著諸多的挑戰(zhàn)。產業(yè)鏈相關技術都在快速迭代。另外作為一個能源的轉型,涉及到的基礎設施的投資和前期產業(yè)鏈的成熟都需要一定的時間。本人從事這個行業(yè)十多年,也看見了尤其中國這幾年在這個行業(yè)的迅速發(fā)展。
四、Impact Coatings 在氫能行業(yè)的應用
Impact Coatings 是在2022年在中國成立全資子公司,為客戶提供PVD技術的全方位的解決方案。不光包括PVD設備(提供不同尺寸的PVD設備,滿足客戶在不同的產業(yè)化階段的需求),另外,我們也為客戶提供定制化的涂層技術和開發(fā),保證和適應客戶的不同應用場景對涂層的需求。我們在上海青浦也有涂層的加工中心,為客戶在從產品的整個壽命周期(開發(fā)到最終的量產),實現(xiàn)一個順利的過渡。我們也會為一些沒有相關的生產制造經(jīng)驗的客戶提供駐場和設備托管的服務。在中國,以及歐洲、美國、韓國都有本土的售后服務網(wǎng)絡。
PEM燃料電池的涂層解決方案,這是一個燃料電池電堆爆炸圖,一個簡單的結構圖,中間是MEA(膜電極),氫氣轉化成電能的一個核心組件,兩邊是極板,起到隔離和氣體擴散、分布、導電的作用,這兩個核心組件就形成一個電池單元。多個電池單元堆疊在一起,再加上兩邊的電流集流板和端板組成了燃料電池的一個電堆。我們在這里就是為這個極板做一個導電防腐的涂層。
這是我們一款針對乘用車和無人機的一個涂層工藝方案——Ceramic MAXPHASE? 。區(qū)別于傳統(tǒng)的貴金屬涂層,石墨涂層。我們這個導電陶瓷涂層有以下這幾個方面的優(yōu)勢:導電性好,良好的防腐蝕性,優(yōu)于其他涂層的結合力,可實現(xiàn)1萬小時以上的產品壽命。
另外,我們還有針對需要更長壽命的應用,比如卡車、備用電源、固定式發(fā)電,開發(fā)了耐久性更好的涂層產品——Premium FC。這款產品的耐腐蝕性更好,另外對工況的兼容性也更好。這款產品兩年前已經(jīng)在中國市場投放。
PEM(質子交換膜)水電解電堆的一個示意圖,與燃料電池是比較類似的,包括極板、氣體擴散層等組件。我們?yōu)檫@個極板、鈦氈、倒流板等提供導電防腐的涂層。另外,起到防脆的作用。高壓的氫氣會進入到基材里面導致基材脆性。氫氣是易燃易爆的,氫脆對于水電解設備的安全性是一種挑戰(zhàn),在這方面我們也是行業(yè)內做的比較早的一家企業(yè)。從2022年已經(jīng)在歐美市場批量化的交付。中國這個行業(yè)才剛剛起步,我們現(xiàn)在在上海的涂層加工中心,可以提供相應的加工服務。
這個是我們的涂層設備,INLINECOATER? 鍍膜系統(tǒng)系列產品,下面看一下3D動畫,了解一下設計的原理??梢钥匆?,現(xiàn)在機械手臂放進去的就是金屬的雙極板,抽真空的速度非???,生產的節(jié)拍也非常快,不同的尺寸或者型號,可以覆蓋到幾十萬片到幾百萬片,不同產能的需求,同時實現(xiàn)多層的涂層和同時雙面的鍍膜。傳動機也很簡單,將基材在系統(tǒng)的不同工位下流轉,并且設備配備了全方位涂層工藝參數(shù)的監(jiān)控,并且融合了自動化學習的模塊。對不同工藝的控制策略智能化監(jiān)控和學習。
相對于工業(yè)涂層比較傳統(tǒng)的立式隧道,我們和半導體轉盤式或者單工位轉盤式的比較類似。我們追求的節(jié)拍要快,產品的一致性控制更好,另外,可控擴展性,節(jié)拍能耗要更低,設備的靈活性和可靠性要更高。非常適合于這種金屬雙極板對涂層的工藝的穩(wěn)定性和精益生產的要求。
五、Impact Coatings 在汽車行業(yè)的應用
汽車行業(yè)PVD的應用也非常廣泛,包括汽車前面的雷達,雷達的車罩、車標,這是一個透波的涂層;方向盤上的車標,這是一個裝飾性的涂層以及電磁波的遮蔽涂層;還有燈的反光涂層,這里面的應用也非常多,我們也都有相關的產品。汽車行業(yè)對產品的一致性和可靠性要求都非常高,尤其是這些安全性組件。我們的設備可以做到精細化生產,對每一片產品進行一個質量的追蹤和實時監(jiān)控,非常適用于汽車的工業(yè)化和大規(guī)模的生產。本身PVD就有諸多技術優(yōu)點,比如說它可以代替現(xiàn)在的濕法涂層,避免六價鉻這樣的有毒金屬的使用,另外涂層表面形態(tài)的定制化,以及安全性都要優(yōu)于傳統(tǒng)涂層。
最后感謝大家的聆聽,謝謝蘇美達提供這次演講機會,歡迎大家來我們Impact Coatings 中國——毅湃(上海)真空鍍膜技術有限公司參觀。
地址:上海市青浦區(qū)華青路1699號9幢一層