Cijene moraju pasti: Konsekventno smanjenje emisije CO₂ teško je zamislivo bez poboljšane dostupnosti elektrolizera i gorivih ćelija. Još uvijek se ti ključni sustavi za vodik proizvode u relativno malim količinama. Jedan od razloga su troškovi proizvodnje. Referentna tvornica H2 koju organizira Fraunhofer IWU upravo se bavi tim pitanjem: stvara uvjete za industrijsku masovnu proizvodnju i odgovarajuće proizvodne sustave. Na završetku vodikovih projekata H2GO (gorive ćelije posebno za mobilnost tereta) i FRHY (proizvodnja elektrolizera) sada su dostupne sve komponente referentne tvornice H2. Za industriju se otvara značajan potencijal za dodanu vrijednost.
»Na 20 u 27« glasi obećanje performansi referentne tvornice. H2: Do 2027. godine troškovi proizvodnje elektrolizatora i gorivih ćelija trebali bi biti smanjeni na 20 posto trenutnih vrijednosti (osnova: 2024).
Fizički smještena je referentna tvornica H2 u "istraživačkoj tvornici" Fraunhofer IWU. Kao zajednica stvaranja vrijednosti više Fraunhofer instituta i brojnih partnerskih tvrtki, prikazuje referentne scenarije za učinkovitu, skalabilnu proizvodnju duž cijelog lanca stvaranja vrijednosti. Procesi i postrojenja usmjerena su na princip role-za-role. Pri tome se tipično materijal odmotava s role, obrađuje i ponovno namotava. U kombinaciji s kontinuiranom proizvodnjom (bez prekida) ova metoda omogućuje učinkovitu proizvodnju u velikim količinama. Infrastruktura referentne tvornice H2 uključuje posebno i laboratorij u kojem se može provjeriti proizvodna prikladnost dizajna ("Design for Production") u nekoliko testnih petlji prije početka serijske proizvodnje.
Najmodernija infrastruktura za visoko automatiziranu proizvodnju: Hohlprägewalzen, zavarivanje elektronskim zrakom, brtvljenje, slaganje
Elektronsko zavarivanje omogućuje istovremenu obradu više spojeva. Slika: Fraunhofer IWU
Visoke proizvodne stope i isplativost: BPPflexROLL i flexROLLmax Za proizvodnju bipolarnih ploča, ključnih komponenti elektrolyzera i gorivih ćelija, referentna tvornica H2 prvenstveno se oslanja na postupak valjanja s udubljenjem kao kontinuirani proces. Na kraju, to rezultira znatno nižim troškovima proizvodnje po komponenti. U usporedbi s klasičnim postupcima prešanja, procesne sile se smanjuju faktorom 10, što omogućava da potrebna oprema bude manja, lakša i jeftinije dimenzionirana.
Zavarivanje elektronskim zrakom: posebno precizno i učinkovito
Za spajanje metalnih bipolarnih ploča debljine nekoliko desetinki milimetra veličine A4 potrebno je izvršiti zavarene spojeve ukupne dužine od više od jednog metra, tako da je brzina zavarivanja ključna za vrijeme proizvodnje. Kod zavarivanja elektronima, elektroni su medij – nekoliko elektromagnetskih leća kontrolira negativno naelektrisane čestice koje udaraju brzinom do dvije trećine brzine svjetlosti i spajaju dva radna komada. Ovaj postupak ne zahtijeva tromu upravljačku mehaniku kao kod laserskog zavarivanja. Zahvaljujući mogućnosti brzog skretanja snopa, moguće je istovremeno obraditi više procesnih zona, dok se do sada morala obrađivati jedna točka spajanja za drugom.
Iz kvalitativne perspektive, ova tehnika se također ističe jer se koristi pod vakuumskim uvjetima. To jamči konstantne uvjete bez ometajućih fluktuacija zračnog tlaka ili vlažnosti. Što je kvalitetnija zavarena veza bipolarnih ploča, to je veća učinkovitost sustava. Ako se istovremeno smanji vrijeme obrade, smanjuju se troškovi proizvodnje. Viša kvaliteta uz niže troškove: Elektronsko zavarivanje postavlja nove standarde.
Brtvljenje: samo 100% brtvljenje znači visoku učinkovitost
Kako bi se omogućila kontinuirana ekonomska proizvodnja komponenti staka u postupku od role do role (R2R), također su razvijene nove, kontinuirane proizvodne tehnologije za primjenu brtvila.
Jedinstveni sustav za montažu gorivih ćelija i elektrolizatora
Pri dizajnu sustava naglasak je bio na razvoju novog koncepta slaganja koji omogućava visoku brzinu montaže pojedinačnih komponenti i ne zahtijeva paralelizaciju ili komisjoniranje. Mogućnost značajnog skraćivanja procesa slaganja i montaže proizlazi iz dosljedne primjene tehnologije role-za-role za proizvodnju pojedinačnih komponenti (BPP/bipolarne ploče, PTL/porozni transportni sloj i CCM/katalitička obložena membrana), koje su dostupne u traci do slaganja i tek se u procesu odvajaju. Posebno inovativna je napetost komponenti kao automatizirani, reproducibilan i ekonomičan proces.
Certificirani laboratorij
Referentna tvornica H2 može testirati elektrolizere i pojedinačne ćelije gorivih članaka, kao i sustave, kako bi ocijenila performanse, trajnost, pouzdanost i druge važne karakteristike pod različitim radnim uvjetima. Testne stanice u Chemnitzu omogućuju validaciju materijalnog koncepta prije nego što proizvod uđe u serijsku proizvodnju. Rano usklađivanje materijalnog i proizvodnog koncepta posebno je važno s obzirom na brzi početak masovne proizvodnje sustava na bazi vodika.
Cirkularna ekonomija gorivna ćelija
U nacionalnom akcijskom planu H2GO, konzorcij Stack to Piece istražuje koje su mašine, postrojenja i procesi potrebni za automatsku montažu sustava gorivih ćelija, ali i za njihovo efikasno demontiranje bez oštećenja na kraju životnog ciklusa proizvoda. Projektni partneri su Fraunhofer instituti IST, IWU, IKTS i IFAM.
H2-Transfertage: 24. – 26. studenog u Chemnitzu
H2 transferni dani okupljaju završne događaje vodećih projekata H2GO i H2Giga/FRHY, koji se fokusiraju na industrijsku proizvodnju sustava za vodik, gorivih ćelija i elektrolizera. U središtu pažnje nisu samo tehnološke inovacije, već posebno nove proizvodne solucije koje potiču ekonomski transfer i industrijsku dodanu vrijednost.
Kroz uključivanje regionalnih industrijskih partnera i interdisciplinarnih doprinosa predstavljaju se konkretni pristupi za ulazak na tržište i izgradnju održivih lanaca vrijednosti. Više informacija i prijava: H2 Transfer dani – Referentna tvornica.H2 Čak i nakon završetka projekta, rezultati istraživanja bit će dostupni zainteresiranim industrijskim poduzećima na web stranicama referentne tvornice.H2.
Kontakt:
