Az árakat csökkenteni kell: A CO₂-kibocsátás következetes csökkentése nehezen elképzelhető a elektrolizerek és üzemanyagcellák jobb elérhetősége nélkül. Ezeket a központi hidrogénrendszereket még mindig viszonylag alacsony darabszámban gyártják. Ennek egyik oka a gyártási költségek. A Fraunhofer IWU által irányított Referenzfabrik.H2 pontosan itt lép be: Megteremti az ipari tömeggyártás és a megfelelő gyártási rendszerek feltételeit. A H2GO (üzemanyagcellák különösen a tehermobilitás számára) és a FRHY (elektrolizergyártás) hidrogénprojektek befejezésével most már minden építőelem rendelkezésre áll a Referenzfabrik.H2 számára. Az ipar számára jelentős értékteremtési potenciál adódik.
»20-ra 27-ben« hangzik a referenciaüzem teljesítményígérete. H2: 2027-ig az elektrolizerek és üzemanyagcellák gyártási költségeit a jelenlegi értékek 20 százalékára kell leszorítani (alap: 2024).
A Referenzfabrik.H2 fizikailag a Fraunhofer IWU „Kutatási Gyárában” található. Több Fraunhofer intézet és számos partnercég értékteremtő közösségeként referencia-szcenáriókat mutat be a teljes értéklánc mentén történő hatékony, skálázható gyártásra. A folyamatok és berendezések a tekercsről tekercsre elv szerint működnek. Ennek során jellemzően anyagot húznak le egy tekercsről, feldolgozzák, majd újra feltekercselik. A folyamatos gyártással (köztes szünetek nélkül) kombinálva ez a módszer lehetővé teszi a nagy mennyiségű hatékony termelést. A Referenzfabrik.H2 infrastruktúrájához különösen egy labor is tartozik, ahol a gyártásra optimalizált terméktervezést („Design for Production”) több tesztkörben ellenőrizni lehet a sorozatgyártás megkezdése előtt.
A legmodernebb infrastruktúra a magas fokú automatizált gyártáshoz: üreges préshengerlés, elektronnyaláb hegesztés, tömítés, rakásolás
Az elektronnyaláb-hegesztés lehetővé teszi több kötési pont egyidejű megmunkálását. Kép: Fraunhofer IWU
Magas termelési sebesség és gazdaságosság: BPPflexROLL és flexROLLmax A bipoláris lemezek, az elektrolizátorok és üzemanyagcellák lényeges alkatrészeinek gyártásához a referenciaüzem.H2 elsősorban a lyukasztott hengerezést alkalmazza folyamatos eljárásként. Ennek eredményeként jelentősen alacsonyabb gyártási költségek keletkeznek alkatrészenként. A klasszikus préselési eljárásokhoz képest a folyamaterejtek 10-szeresére csökkennek, ami lehetővé teszi a szükséges berendezéstechnika kisebb, könnyebb és költséghatékonyabb méretezését.
Elektronnyaláb-hegesztés: különösen precíz és hatékony
A DIN A4-es lap méretű, néhány tizedmilliméter vastag fém bipoláris lemezek összekapcsolásához több mint egy méter hosszú hegesztési varratokat kell készíteni, így a hegesztési sebesség meghatározó a gyártási idő szempontjából. Az elektronnyaláb-hegesztésnél az elektronok a közvetítő anyag – több elektromágneses lencse irányítja a negatívan töltött részecskéket, amelyek akár a fénysebesség kétharmadával is ütköznek, és összeolvasztják a két munkadarabot. Ez a módszer nem igényel tehetetlen irányító mechanikát, mint a lézerhegesztésnél. A sugár gyors eltérítésének lehetősége révén több folyamatzóna egyidejűleg feldolgozható, ahol eddig egy összekapcsolási pontot kellett "feldolgozni" a másik után.
Minőségi szempontból emellett az is szól e technika mellett, hogy vákuumkörülmények között alkalmazzák. Ezek garantálják az állandó körülményeket, zavaró légnyomás- vagy páratartalom-ingadozások nélkül. Minél magasabb a bipoláris lemezek hegesztési kapcsolata, annál magasabb a rendszer hatásfoka. Ha a feldolgozási idő is csökken, a gyártási költségek is csökkennek. Több minőség alacsonyabb költségekkel: így állít új mércét az elektronnyaláb-hegesztés.
Tömítés: csak a 100%-os tömítettség jelent magas hatékonyságot.
A Stack-összetevők folyamatos gazdaságos előállításának lehetővé tétele érdekében új, folyamatos gyártási technológiákat is kifejlesztettek a tömítés alkalmazásához.
Egyedülálló berendezés üzemanyagcellák és elektrolizátorok összeszerelésére
A berendezés tervezésénél a hangsúly egy új, innovatív rakodási koncepció kifejlesztésére helyeződött, amely lehetővé teszi az egyes komponensek nagy sebességű összeszerelését, és elkerüli a párhuzamosítást vagy a kommissionálást. A rakodási és összeszerelési folyamat lényeges lerövidítésének lehetősége a tekercsről tekercsre technológia következetes alkalmazásából adódik az egyes komponensek (BPP/bipoláris lemezek, PTL/pórusos szállító réteg és CCM/katalizátorral bevont membrán) gyártásában, amelyek a rakodásig szalag formájában állnak rendelkezésre, és csak a folyamat során kerülnek szétválasztásra. Különösen innovatív a komponensek feszítése, mint automatizált, reprodukálható és költséghatékony folyamat.
Tanúsított laboratórium
A referencia gyár.H2 képes az elektrolizáló és üzemanyag-egysejtek, valamint -rendszerek alapos vizsgálatára – hogy teljesítményüket, tartósságukat, megbízhatóságukat és más fontos jellemzőiket különböző üzemeltetési körülmények között jellemezze és értékelje. A chemnitzi tesztállomások lehetővé teszik az anyagkoncepció érvényesítését, mielőtt egy termék sorozatgyártásba kerülne. Egy korán összehangolt anyag- és gyártási koncepció különösen fontos a hidrogénrendszerek nagyszériás gyártásának gyors beindítása szempontjából.
Körforgásos gazdaság üzemanyagcella
A H2GO nemzeti akcióterv keretében a Stack to Piece konzorcium megvizsgálta, hogy milyen gépekre, berendezésekre és folyamatokra van szükség ahhoz, hogy a tüzelőanyag-cellás rendszereket ne csak automatizáltan szereljék össze, hanem a termék életciklusa végén hatékony folyamatokban, sérülésmentesen is szétszerelhessék. A projekt partnerei a Fraunhofer Intézetek IST, IWU, IKTS és IFAM.
H2-Transfertage: November 24-26. Chemnitzben
A H2-Transfertage az H2GO és H2Giga/FRHY vezető projektek záróeseményeit összpontosítja, amelyek a hidrogén rendszerek, üzemanyagcellák és elektrolizerek ipari gyártására összpontosítanak. A középpontban nemcsak a technológiai újítások állnak, hanem különösen az új gyártási megoldások, amelyek elősegítik a gazdasági transzfert és az ipari értékteremtést.
A regionális ipari partnerek bevonásával és interdiszciplináris hozzájárulásokkal konkrét megoldásokat mutatnak be a piaci bevezetésre és a fenntartható értékláncok kiépítésére. További információ és regisztráció: H2 Transfertage – Referenzfabrik.H2 A projekt befejezése után a kutatási eredmények továbbra is elérhetők az érdeklődő ipari vállalatok számára a Referenzfabrik.H2 weboldalán.
Kapcsolat:
