Przełom w produkcji ogniw paliwowych
Michael Rasche/Fraunhofer IWSW odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie na ekologiczne rozwiązania transportowe, konsorcjum instytutów Fraunhofera opracowało innowacyjne techniki produkcji ogniw paliwowych w ramach projektu „H2GO”. Przełomowe rozwiązania pochodzą z Instytutu Fraunhofera ds. Technologii Materiałów i Wiązek (IWS) oraz Instytutu Fraunhofera ds. Obrabiarek i Technologii Formowania (IWU).
Płyty bipolarne – serce technologii wodorowej
Inżynierowie z Dortmundu, Drezna i Chemnitz stworzyli modułowe komponenty do linii produkcyjnych płyt bipolarnych (BPP), które stanowią kluczowy element stosów ogniw paliwowych. W zakładzie w Dortmundzie uruchomiono już instalację pilotażową umożliwiającą bipolarne powlekanie płyt w procesie roll-to-roll (R2R), wyposażonym w komory powlekania próżniowego.
Po pełnym wdrożeniu, technologia pozwoli pokrywać materiały taśmowe z prędkością kilku metrów na minutę. Te przełomowe rozwiązania zostaną zaprezentowane potencjalnym partnerom branżowym podczas targów Hannover Messe w marcu 2025 roku.
Odpowiedź na wyzwania klimatyczne
Dzięki takim innowacjom chcemy wspierać rozwój zrównoważonych koncepcji napędów dla sektora mobilności – podkreśla dr Teja Roch, kierownik podprojektu w Fraunhofer IWS w Dortmundzie. – Nasze postępy stanowią duży krok w kierunku bardziej ekonomicznej i wysokiej jakości produkcji ogniw paliwowych. Niemcy mogą wykorzystać tę najnowocześniejszą technologię do stworzenia nowych łańcuchów wartości, szczególnie dla przemysłu motoryzacyjnego.
Według Niemieckiej Agencji Ochrony Środowiska, transport odpowiada za około 146 milionów ton gazów cieplarnianych rocznie (mierzonych jako ekwiwalenty CO2), co stanowi około 22% całkowitych emisji w Niemczech. By osiągnąć cele klimatyczne kraju, emisje związane z transportem muszą zostać zredukowane do około 84 mln ton CO2 do 2030 roku.
Innowacyjny proces produkcyjny
Opracowany system roll-to-roll ma budowę modułową, co umożliwia firmom wybór i integrację komponentów w oparciu o ich specyficzne wymagania. Przyszłe wdrożenia będą wspierane przez cyfrowe bliźniaki – wirtualne modele funkcjonalne, które ułatwiają rozwój poszczególnych modułów i ich integrację w kompletny system.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Proces produkcyjny składa się z kilku skoordynowanych etapów:
- System powłokowy rozwija metalową taśmę o grubości około 100 mikrometrów i ją oczyszcza.
- Taśma przechodzi przez komory próżniowe, gdzie technologia PVD (fizyczne osadzanie z fazy gazowej) nakłada warstwę antykorozyjną i powłokę grafitową o grubości 100 nanometrów
- System formowania opracowany przez Fraunhofer IWU wytłacza struktury do kierowania przepływów gazu za pomocą formowania rolkowego
- Moduły do spawania laserowego łączą dwie półpłyty w kompletne płyty bipolarne
- Systemy laserowe rozdzielają materiał na pojedyncze elementy
Ten zintegrowany proces wyznacza nowy międzynarodowy standard produkcji płyt bipolarnych, zastępując konwencjonalną produkcję seryjną pojedynczych płyt ciągłym procesem roll-to-roll. Kluczowe innowacje obejmują wydajną i oszczędzającą zasoby technologię powlekania, zaawansowane techniki spawania laserowego oraz nowatorskie metody formowania.
Źródło: Fraunhofer IWS
