Ploče koje je razvio Schaeffler imaju novi dizajn optimizovan za proizvodnju visokih serija i koriste inovativni proces premaza za dug vek trajanja gorivih ćelija. Pored toga, snopovi zasnovani na novim Schaefflerovim pločama postižu približno 20% veću gustinu snage od stekova zasnovanih na pločama prethodne generacije. Schaeffler takođe ulaže u vodonik u oblasti pogonskih sistema za komercijalna vozila, posebno za primenu na velikim udaljenostima. Razvijamo i pojedinačne komponente i kompletne podsisteme za gorivne ćelije i pripremamo se za njihovu potpunu industrijalizaciju,” kaže Matthias Zink, izvršni direktor Automotive Technologies u Schaeffler AG. U namjenski izgrađenoj pilot tvornici u Herzogenaurachu, kompanija sada proizvodi nove ploče u serijama do nekoliko desetina hiljada jedinica za upotrebu od strane međunarodnih proizvođača vozila u prototipu i proizvodnji malih serija. Potpuno automatizovano postrojenje je deo Schaefflerovog centra izvrsnosti za vodonik, kompleksa koji takođe uključuje sveobuhvatan asortiman ispitne opreme. Objekat je projektovan tako da se može koristiti i za proizvodnju velikih ploča tipa koji se koristi za elektrolizatore. Na ovaj način, Schaeffler osigurava održivo kretanje i održivo snabdijevanje zelenim vodikom. Zahvaljujući stručnosti sistema, Schaeffler je takođe u mogućnosti da razvije prilagođene bipolarne ploče i komponente za sisteme gorivih ćelija zajedno sa kupcima. Početkom 2024. godine, Schaeffler će početi proizvodnju bipolarnih ploča u Haganu, Francuska, pod imenom Innoplate, zajedničko ulaganje sa kompanijom Symbio.
Novi dizajn ploča za veću gustoću snage
Neistreniranom oku bipolarne ploče ne predstavljaju mnogo, one su samo veličine DIN A4 omotnice i teže samo 60 grama. Ali one su osnovne komponente gorivih ćelija, gde obavljaju brojne vitalne funkcije, kao što je obezbeđivanje kanala za odvajanje i distribuciju procesnih gasova i rashladne tečnosti i za ispuštanje vode koja se oslobađa tokom hemijske reakcije. “Schaeffler je razvio inovativni dizajn koji optimalno koristi površinu ploče,” kaže dr Jochen Schröder, Schaefflerov šef za e-mobilnost. “Što su finije i preciznije strukture na bipolarnoj ploči, ploča je efikasnija.” Nove Schaefflerove ploče omogućavaju gustinu snage gorivih ćelija od 4,6 kW po litru zapremine gorivih ćelija (uključujući krajnje ploče i hardver za kompresiju).
Za primjenu vozila, stotine ovih ploča su naslagane jedna na drugu, svaka odvojena membranskim sklopom elektroda (MEA), kako bi se formirao stek. Ploče čine do 80% težine i do 65% volumena steka. Stekovi sa do 400 ovih ćelijskih jedinica imaju ukupnu snagu do 140 kW – što je dovoljno za laka komercijalna vozila. Teška komercijalna vozila do 40 tona obično zahtevaju dva steka.
Industrijska proizvodnja
Schaefflerova nova generacija bipolarnih ploča također je dizajnirana od temelja za industrijalizaciju velikih razmjera – pristup poznat kao dizajn za proizvodnju (DFM). Cilj je postići nivo proizvodnje koji je dovoljan u smislu profitabilnosti i skalabilnosti za tržišni proboj mobilnosti na vodonik. U oblasti proizvodnje, kompanija koristi svoje dugogodišnje iskustvo i stručnost u bušenju i formiranju metala i postigla je visok stepen preciznosti potreban za probijanje neophodnih ultrafinih konstrukcija na površini ploča, debljine samo 50 do 100 mikrometara.
Još jedna jedinstvena karakteristika Schaefflerovih metalnih bipolarnih ploča je sistem premaza koji se koristi. Svrha premaza je održavanje visoke električne provodljivosti tokom životnog veka gorivne ćelije. Schaefflerovo rješenje je “Enertect” – porodica visokokvalitetnih sistema premaza posebno razvijenih za bipolarne ploče. U zavisnosti od zahteva kupca, premazi mogu biti dizajnirani za maksimalni vek trajanja ploče, minimalni CO2 otisak ili optimizovan odnos cene i performansi. “Naše mogućnosti površinske tehnologije omogućavaju nam da svakom kupcu ponudimo rešenje za premaz specifično za aplikaciju. To znači da možemo da ispunimo zahteve svakog kupca u pogledu ravnoteže između troškova, performansi i emisije CO2 povezane sa proizvodnjom,” kaže Jochen Schröder. Premazi se nanose pomoću posebno prilagođene i rafinisane verzije procesa fizičkog taloženja pare (PVD) koji je Schaeffler uspešno primenjivao tokom godina u proizvodnji miliona i miliona teško opterećenih komponenti ventila. A da bi gorive ćelije bile plinske i vodootporne – vitalne sa stanovišta kvalitete i sigurnosti – Schaeffler koristi brtve za ubrizgavanje ili sito štampanje ili, ovisno o potrebi, poseban proces laserskog zavarivanja razvijen unutar kuće.
https://www.ttm.nl/
