Schaeffler sviluppa una nuova generazione di piastre bipolari per azionamenti di celle a combustibile con maggiore densità di potenza

Schaeffler ha sviluppato una nuova generazione di piastre bipolari metalliche caratterizzate da un design innovativo e da un sistema di rivestimento innovativo. Le nuove piastre di Schaeffler consentono una densità di potenza dello stack di celle a combustibile di 4,6 kW per litro di volume della cella a combustibile (comprese le piastre terminali e l'hardware di compressione).

Gli stack di celle a combustibile realizzati utilizzando le nuove piastre Schaeffler possono raggiungere una densità di potenza superiore di circa il 20% rispetto a quella degli stack realizzati utilizzando piastre della generazione precedente.

Gli stack di celle a combustibile con le nuove piastre bipolari metalliche di Schaeffler superano di circa il 20% la densità di potenza degli stack realizzati con piastre della generazione precedente. Foto: Schaeffler (Daniel Karmann)

In un impianto di produzione pilota appositamente costruito a Herzogenaurach, l’azienda sta ora producendo le nuove piastre in tirature fino a diverse decine di migliaia di unità per l’utilizzo da parte dei produttori di veicoli internazionali nella produzione di prototipi e piccole serie.

Le piastre sviluppate da Schaeffler presentano un nuovo design ottimizzato per la produzione in grande serie e sfruttano un processo di rivestimento innovativo per una lunga durata delle celle a combustibile.

Per quanto riguarda i sistemi di propulsione per veicoli commerciali, Schaeffler investe anche nell’idrogeno, soprattutto per le applicazioni a lungo raggio. Stiamo sviluppando sia singoli componenti che sottosistemi completi per celle a combustibile e ci stiamo preparando per la loro industrializzazione su vasta scala.

L'impianto completamente automatizzato fa parte del centro di eccellenza di Schaeffler per l'idrogeno, un complesso che comprende anche una vasta gamma di apparecchiature di prova. L'impianto è stato progettato in modo da poter essere utilizzato anche per produrre piastre di grandi dimensioni, del tipo utilizzato per gli elettrolizzatori. Schaeffler garantisce così sia il movimento sostenibile che la fornitura sostenibile di idrogeno verde.

Schaeffler avvierà la produzione di piastre bipolari con il nome di Innoplate, una joint venture con Symbio, a Haguenau, in Francia, all'inizio del 2024.

Schaeffler ha sviluppato un design innovativo che sfrutta in modo ottimale la superficie della piastra. Quanto più fini e precise sono le strutture della piastra bipolare, tanto più efficiente è la piastra.

Per le applicazioni sui veicoli, diverse centinaia di queste piastre sono sovrapposte l'una sull'altra, ciascuna separata da un gruppo elettrodo a membrana (MEA), per formare una pila. Le piastre rappresentano fino all'80% del peso della pila e fino al 65% del suo volume. Gli stack comprendenti fino a 400 di queste unità cellulari hanno una potenza totale fino a 140 kW, sufficiente per i veicoli commerciali leggeri. I veicoli commerciali pesanti fino a 40 tonnellate richiedono generalmente due pile.

Un'altra caratteristica delle piastre bipolari metalliche prodotte da Schaeffler è il sistema di rivestimento utilizzato. Lo scopo dei rivestimenti è mantenere un elevato livello di conduttività elettrica per l'intera durata di servizio della cella a combustibile. La soluzione di Schaeffler è “Enertect”, una famiglia di sistemi di rivestimento ad alte prestazioni sviluppati appositamente per piastre bipolari. A seconda delle esigenze del cliente, i rivestimenti possono essere progettati per garantire la massima durata utile delle piastre, un'impronta di carbonio minima o un rapporto prezzo-prestazioni ottimizzato.

Grazie alle nostre capacità nella tecnologia delle superfici, siamo in grado di offrire a ciascun cliente una soluzione di rivestimento specifica per l'applicazione. Ciò significa che possiamo soddisfare le esigenze di ciascun cliente in termini di bilanciamento di costi, prestazioni ed emissioni di CO2 legate alla produzione.

I rivestimenti vengono applicati utilizzando una versione appositamente adattata e messa a punto del processo di deposizione fisica in fase di vapore (PVD) che Schaeffler ha utilizzato con successo nella produzione di milioni e milioni di componenti del sistema di valvole altamente sollecitati nel corso degli anni.

Per rendere le celle a combustibile a tenuta stagna ai gas e all'acqua, fondamentale dal punto di vista della qualità e della sicurezza, Schaeffler utilizza guarnizioni stampate a iniezione o serigrafate o, a seconda delle esigenze, uno speciale processo di saldatura laser sviluppato internamente.

Pubblicato il 19 agosto 2023 in Celle a combustibile, Idrogeno, Produzione, Contesto di mercato | Collegamento permanente | Commenti (0)