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科技專案成果

熔射技術應用於燃料電池雙極板開發
發佈日期:2014-01-15
單位:宏進金屬科技股份有限公司
案例年度:2013
簡介:
本計畫創新重點為將傳統應用於鋼鐵、石化及造紙產業之組件維修的熔射技術應用於新興能源產業之關鍵組件,為成熟技術提升價值,獲得創新應用,值得鼓勵。廠商將此熔射技術轉而應用至新興能源產業,提供新穎應用的藍海市場,藉由計畫執行,公司投資人力及廠房設備逾新臺幣1億元,技術效益顯著。因客戶需求量增加,就業人力增聘10位,並大量投入研發費用,由民國101年的新臺幣350萬元,到民國102年第一季已增加至新臺幣110萬元。該公司將此技術投入新興能源產業後,營業額大幅的上升,民國101年達新臺幣5.6億元,民國102年第一季已超過新臺幣1.1億元,且分佈於表面組件(30%),能源組件(50%)及衍生之抗靜電組件(20%),透過計畫的執行,民國101年實收資本額新臺幣5,000萬元,至民國102年第一季已達新臺幣7,500萬元,其市場效益顯。

特色:

全球環保意識高漲,各種綠能產業倍受重視,新興能源的尋找及建置成為許多先進國家的重要產業任務。在多種新能源技術中,燃料電池頗有進展,進而帶動多家業者投入關鍵零組件雙極板的生產供應。目前國外一般是使用塗佈燒結、PVD、CVD等高成本製程技術來生產雙極板,宏進金屬科技則亟思如何以低成本方式產出同樣品質水準的雙極板,答案就在熔射覆膜技術。 

然而,傳統熔射技術主要是應用於傳統工業,如鋼鐵、石化業的工件表面塗佈,由於熔射噴塗是以物理方式進行成膜,因此表面緻密性較一般化學方式低且粗糙,且噴塗表面皆以大型且平坦的工件為主。也就是說,傳統的熔射技術無法直接運用於雙極板的製造。因此,此技術的重點就在於藉由製程參數的調控,以及相關治具的設計調整,讓熔射技術得以應用於燃料電池雙極板的製造,此技術可成功覆膜於小尺寸且結構複雜的雙極板表面,其緻密度、粗糙度及均勻性等皆可符合要求。

 

為了成功開發此技術,宏進除了與美國燃料電池公司進行技術合作外,另外也與國內研究單位積極合作,針對所使用的材料取得國內外的最新技術資訊,彌補國內燃料電池起步較晚的弱勢。與國內各單位的合作中,金屬工業研究中心負責雙極板流道與流體模擬及電性模擬的分析,達成氣體分佈均勻性<5%的計畫目標。宏進則負責利用改良的熔射技術,將適當材料覆膜於流道上,另並藉由台灣大學材料系林招松教授團隊所進行的高溫壽命測試,達到 1000℃狀態下持溫720小時的目標。 

 

 

此計畫已成功取得兩項專利,優異成果並獲得國外客戶的信任,更由美國客戶指定全球供應商使用,宏進的雙極板於民國101年外銷美國的金額約為新台幣2.5億元以上,估計已佔全球產值的5%。為執行此計畫,總計宏進投資人力及廠房設備逾新臺幣1億元,另因客戶需求量增加,就業人力增聘10位。 

 

 

宏進並大量投入研發費用,由民國101年的新臺幣350萬元,至民國102年第一季已增加至新臺幣110萬元。另在營收部分,該公司將此技術投入新興能源產業後,營業額大幅上升,民國101年達新臺幣5.6億元,民國102年第一季已超過新臺幣1.1億元。 

 

基本上,雙極板的開發核心技術包含表面流道設計、熔射技術精進及雙極板壽命驗證,宏進透過與法人、學界的合作,得以掌握雙極板的開發核心技術,開發出符合業界要求的優良產品,預期此製程技術順利導入生產線並達到真正量化生產後,國內廠商的國際競爭力將有所提升,足以符合未來市場的需求。 

電漿噴塗熔射現場 產品截面圖特寫
電漿噴塗熔射現場 產品截面圖特寫

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