水素製造・生産プロセス向け、次世代品質保証システム

触媒層の塗布は、燃料電池製造において最も重要な工程の一つです。スロットダイコーティング、グラビア印刷、デカール転写のいずれの方法を採用する場合でも、課題は変わりません。それは、正確なエッジ定義を備えた均一な触媒分布を実現し、高価な白金族金属の使用を最小限に抑えることです。 ピンホール、膜厚のばらつき、エッジ欠陥などのコーティングの不均一性は、燃料電池の効率や寿命に直接影響を及ぼします。BST COATINGControl^®は、コーティングの位置と品質をリアルタイムで監視し、下流工程に問題が波及する前に逸脱を検出します。 当社のウェブガイドシステムは、高いライン速度でも安定した基材搬送を保証し、ワインダー制御により、デリケートな膜材料全体で一貫した張力を維持します。iPQ-Surface ENERGYは、完成したセルに悪影響を及ぼす可能性のある粒子、傷、コーティングの異常を特定し、100％の欠点検出機能を提供します。

触媒塗布膜（CCM）は、あらゆるPEM燃料電池における電気化学的な心臓部です。CCMの製造工程では、極薄のポリマー膜の両面にアノード層とカソード層を正確に配置（アライメント）しなければなりません。層間にわずかでも位置ずれが生じれば、有効面積が減少し、セル性能の低下を招きます。また、ホットプレスやラミネート工程はさらに複雑さを増します。繊細な膜構造を損傷させることなく適切な接合を実現するためには、温度と圧力の厳密な制御が不可欠です。BSTのウェブガイドシステムおよびワインダー制御システムは、層間での信頼性の高い位置合わせに必要な位置決め精度を提供します。さらに、寸法測定システムが幾何学的な精度をリアルタイムで検証し、iPQ-Surface ENERGYが両面の表面欠陥やコンタミネーション（異物混入）を監視することで、膜の完全性を維持する上で不可欠な品質管理を実現します。

サブガスケットは、CCM（触媒塗布膜）の有効面積を画定・保護し、スタック組み立てに必要なシール面を形成する重要な部材です。その配置には極めて高い精度が求められます。サブガスケットと有効面積の間に隙間や重なりが生じると、ガス漏れや膜の劣化、セル性能の低下を招く恐れがあるからです。最新の燃料電池製造では、サブガスケットの貼り合わせにロール・ツー・ロール（R2R）プロセスが採用されており、材料の配置とラミネート精度の厳格な制御が不可欠です。BSTのウェブガイドシステムは、材料の正確な配置を実現し、ワインダー制御システムは張力変動を抑えることで、基材の伸びや歪みを防止します。また、CELLInspectionおよび iPQ-Surface ENERGYが、配置精度、接着不良、異物混入をチェックし、包括的な品質検証を行います。寸法測定により、すべてのサブガスケット付きCCMが規格を満たしていることを最終組み立て工程の前に確実に確認します。

最終組み立て工程では、サブガスケット付きCCMとガス拡散層（GDL）を組み合わせ、膜電極接合体（MEA）を完成させます。この多層ラミネート加工には極めて高い精度が求められます。有効領域全体にわたって均一なガス供給と電気的接触を確保するため、各層を正確に配置・アライメントしなければなりません。BSTは、マスター/スレーブ機能およびオフセット補正機能を備えたネットワーク化されたウェブガイドシステムにより、この課題を解決します。これにより、透明・半透明・不透明といった多様な材料を単一のプロセス内で正確にアライメントすることが可能です。さらに、BST SLITTINGControl^®が最終寸法への高精度なスリット加工を実現し、iPQSurface ENERGYおよびCELLInspectionがあらゆる層の表面品質を検証して欠陥を検知します。その結果、製造されたすべてのユニットの品質データが記録され、スタック統合の準備が整った完璧なMEAが完成します。