Die Beschichtungen, die auf den Bipolar-Platten von Brennstoffzellen oder Elektrolyseuren aufgebracht werden, sind zwar sehr dünn, sind aber ein entscheidender Kostenfaktor bei der Herstellung dieser Platten. Bei einer Platte mit einer Größe von rund 750 cm² sollten die Kosten für die Beschichtung deutlich unterhalb von 1 Euro/Platte liegen.
Zur gleichzeitigen Beschichtung beider Seiten einer Bipolar-Platte mit typischen Maßen von 500 mm x 150 mm ist ein hochproduktiver Beschichtungsprozess, sowie zuverlässige Beschichtungstechnik erforderlich. Jeweils mehrere Hundert einzelne Bipolar-Platten werden in einem Stapel zu einer Betriebszelle zusammengefasst. Es ist offensichtlich, dass sich bei diesen Stückzahlen der Einsatz von Batch-Beschichtungssystemen nicht empfiehlt, da die Produktivität bei Weitem nicht ausreicht.
Zur Maximierung der Produktivität sollten Beschichtungssysteme in einem kontinuierlichen Durchlaufbetrieb arbeiten. Dies hat zur Folge, dass für eine derartige Massenproduktion nur sogenannte In-Line-Systeme in Frage kommen, bei denen Substrate mit hohem Durchsatz beidseitig und ohne Rotation beschichtet werden.
Im Unterschied zu Batch-Systemen handelt es sich hierbei um Mehrkammer-Anlagen bei denen die Substrate von Kammer zu Kammer transportiert werden. Die Kammern werden dabei von großen Transferventilen separiert, wodurch räumlich und zeitlich getrennt verschiedene definierte Prozessschritte ablaufen können. Dieser Aufbau ermöglicht eine saubere Umgebung mit gleichbleibenden Vakuum- und Prozessbedingungen.
Inline-Systeme i-L 4.3500 und i-L 3.5000
PVT hat für die Brennstoffzellen-Industrie zwei verschiedene In-Line Systeme entwickelt. In beiden Systemen mit jeweils 4 bzw. 3 Vakuumkammern können verschiedene Beschichtungsprozesse durchgeführt werden.
Als Beschichtungsverfahren kann dabei je nach Kundenanforderung Magnetron-Sputtern, Lichtbogenverdampfung oder PE-CVD (plasma-enhanced chemical vapour deposition) zum Einsatz kommen.
Mit der i-L 4.3500 können etwa 5.000.000 Bipolar-Platten pro Jahr mit denen oben genannten Dimensionen beschichtet werden.
Das interne Transportsystem kann Substrate bis zu einer Größe von 3,5 x 1,5 m aufnehmen. Daher können neben den Bipolar-Platten für Brennstoffzellen auch die deutlich größeren BiPs für Elektrolyseure beschichtet werden.
Bei der die i-L 3.5000 beträgt die maximale Substratgröße etwa 1 m x 1 m.
Die Beschichtungskosten pro Platte liegen dabei typischerweise < 1,00 Euro und können abhängig vom verwendeten Prozess signifikant geringer ausfallen.
