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MUEGGE与弗劳恩霍夫环境、安全及能源技术研究所(弗劳恩霍夫UMSICHT)合作开发的热催化重整工艺(TCR®工艺)可用于生产替代天然气、热解碳和合成原油。TCR®工艺的副产品是工艺水。它被认为是废料，因为它被乙腈、乙酸、苯酚、吡啶和吡咯等有机化合物污染。为循环利用工艺水，有必要去除这些有机化合物。采用MUEGGE公司的常压微波等离子体炬[1]，对工艺水进行了净化。 1. 用于工艺水净化的常压微波等离子体装置 在弗劳恩霍夫UMSICHT，采用MUEGGE公司的常压微波等离子体炬对工艺水进行回收处理，该常压等离子体炬在2.45 GHz下由压缩空气驱动(见图1)。在MUEGGE 2.45 GHz等离子体炬中加入工艺水并随之由文氏管喷嘴注入，然后注入旋转压缩空气，在压缩空气流[2]中形成微小的工艺水液滴。加压气流中工艺水的液滴越小，高能常压等离子体中有机化合物完全解离的概率越高。这种常压等离子体净化过程的完美结果，是有机化合物在与氢氧根和氧自由基解离和反应后，完全转化为水蒸气和二氧化碳。 图1:用于净化工艺水的常压微波等离子体装置。 如图2所示，通过2.45 GHz等离子体后，净化工艺水很容易通过淬火回收。 图2:用淬火法回收净化的工艺水。 在弗劳恩霍夫UMSICHT的实验中，以1升蒸馏水中各含16.81g醋酸和8.74g乙醇的溶液替代有机化合物，验证了常压微波空气等离子体对污染工艺水的净化效率。 2. 用乙醇溶液进行等离子净化试验的结果 首先，将8.74 g乙醇溶于1升蒸馏水中的测试溶液注入压缩空气中，并以130升/分钟的流速馈入常压微波等离子体中，相当于测试溶液的流速约为65毫升/分钟。在弗劳恩霍夫UMSICHT获得的结果表明，经过功率为2 kW的常压等离子体处理后，蒸馏水中乙醇溶解的比例降低了92%。 3. 用乙酸溶液进行等离子净化试验结果 随后，将16.81 g醋酸溶于1升蒸馏水的测试溶液注入到压缩空气中，并以130升/分钟的流速馈入常压微波等离子体中，相当于测试溶液的流速约为65毫升/分钟。测定蒸馏水中乙酸的溶解含量显示，经过同样2千瓦微波功率的常压等离子体处理后，乙酸的含量减少了88%。 4. 结论：常压微波等离子体对工艺水进行了成功且高效的净化 采用2 kW的低微波功率常压空气等离子体，将蒸馏水中的乙醇减少92%、乙酸减少88%，这一实验结果对于TCR®工艺中工艺水的高效净化，具有很好的前景。提高微波功率(例如75 …

等离子技术如何应对燃料电池性能下降的挑战 离聚物膜燃料电池对于零排放汽车等应用非常重要。在直接甲醇燃料电池（DMFC）中，量产膜（例如Nafion）的主要缺点是其甲醇的渗透率相对较大，这会导致燃料电池效率急剧下降。图8为DMFC的原理图。对这种膜进行等离子表面处理，可以降低其对甲醇的渗透性。此外，等离子表面处理可以显著提高膜与催化剂的结合力。 图1：直接甲醇燃料电池（DMFC）原理图[8-9]。 1. 等离子技术改善水分管理问题 多孔气体扩散层（GDL）是燃料电池的另一个重要组成部分。它为催化剂提供均质气流，并控制电池内的水分。特别在大范围的电压/电流极化曲线上的水分管理，对燃料电池效率非常重要。然而由于适当水分管理的重要性，GDL主要由一种强疏水性材料制成。但是部分亲水性的GDL是更好的选择，因为它可以在燃料电池中保留适量的水分。 图2：在气体扩散层（GDL）的全疏水表面上，经微波等离子处理的部位显示了亲水性（低压微波等离子处理后，粘附在这些亲水性部位的水滴）[9-10]。 通过氮等离子体工艺中对GDL进行表面处理，能够实现GDL的部分亲水性。将GDL用带孔板遮盖进行等离子体处理，GDL表面的未被遮盖区域会被改性。因此受到处理后的GDL表面的未遮盖区显示出亲水性（水滴粘附在这些区域上-图2），而GDL表面的覆盖部分则保留其初始亲水性。 2. 验证结果：燃料电池性能表现更高 与未经等离子处理GDL燃料电池相比，经过等离子处理的GDL燃料电池能提供明显更高的电压。因为未经等离子处理的GDL燃料电池的膜是干的，尤其在更高的电流密度下。而等离子体处理过GDL在使用时，电池中可以保留一定的水分，从而提高了燃料电池性能。 等离子技术可在很多方面提升性能。请联系我们，了解我们怎样为您的挑战定制或标准化我们的系统——让我们为您的创新加油。     参考资料 [1]          M. Walker, K.-M. Baumgärtner, M. Kaiser, J. Kerres, A. …

双等离子线如何为不断增长的市场开辟新天地 在我们的规模上，太阳能仍是一种几乎取之不尽的能源，没有地理限制，尽管它是间断性的。然而，光伏发电一直有其局限性。在表面涂层的反射质量、更经济的太阳能电池板制造方面，仍有改进的余地。此外，当今的快节奏创新对关乎的应用的光伏设计，提出了前所未有的要求。由于双等离子线在表面处理上的独特性能，如您希望比以往更高效的创新，它将是革命性的技术。原因有三： 1. 原因一：优化反射效应 硅太阳能电池的光电转换效率取决于最小化的反射损耗和表面复合度。应用等离子体聚合的SiN薄膜来改善这两种特性——反射效应。比如通过调整减反射涂层的折射率和表面性质，以避免表面复合。 在产生均匀的等离子体方面，MUEGGE的双等离子线技术表现卓著。结合等离子阵列，它适合连续和批式工艺。双等离子线和等离子阵列都能进行高效的热敏感材料表面处理，因为低压下的非平衡微波等离子体的离子能量最低，自由基密度高。 图1：由六个双等离子线构成的等离子体阵列集成于一个工艺腔中，用于低压等离子体沉积太阳能电池制造中的薄膜（德国Meyer Burger公司提供）。 光伏的氮化硅薄膜这些特性至关重要：硬度和化学电阻率是其关键特性。因此，SiN既可以用作绝缘体，也可用作许多工业应用的阻挡层材料。 “这种高度稳定的等离子体工艺为更经济的生产打开了大门，也为不断增长的市场设计光伏应用，提供了全新的可能。” 2. 理由二：让大规模生产更有利可图 如果光伏设备价格能大幅降低——比如生产规模化——则将更有利可图。太阳能薄膜电池的规模化生产中极具意义。玻璃板是CIGS薄膜太阳能组件的最先进基板。它们可以用薄金属箔代替，以降低重量和材料成本。用低压微波等离子体工艺沉积在金属板和CIGS太阳能组件顶部光学层上的聚合物薄膜，代替沉重的玻璃基板和玻璃镀膜。 3. 理由三：以更大的灵活性进入新市场 标准CIGS太阳能组件由单片连接的太阳能电池组成。因此，金属箔必须绝缘。此外，必须设置扩散屏障，防止金属箔的材料杂质和污染物扩散到CIGS中。用薄金属箔作为基底材料的优点是模块的柔性，适合移动应用和可穿戴设备。 图2：柔性金属箔上的单片连接CIGS太阳能组件，中间有等离子沉积扩散层[5-7]。 4. 超越极限：等离子工艺助能您的创新 等离子体沉积聚合物薄膜扩散屏工艺，使经济生产柔性光伏组件的新技术成为可能。此外，等离子体工艺还可用于沉积薄膜非晶硅（a-Si）太阳能电池和微晶硅（µc-Si）太阳能电池，从而将等离子体技术引入新的重要市场。 想了解我们的等离子系统如何帮您将想法变为新产品和进入新市场？请联系我们，让我们为您的项目加把力。 参考文献 [1]          H. Schlemm, …