V laboratoriju za vodik Fraunhofer ILT raziskovalci predstavljajo celotno procesno verigo – od simulacije do testiranja in proizvodnje komponent ter sistemov za vodikovo tehnologijo.
Svetovna industrijska potreba po trajnostno proizvedenem vodiku nenehno narašča. Trenutno pa primanjkuje zadostnih elektrolyzerjev za učinkovito pretvorbo zelene energije v vodik. Le z razširljivo, zmogljivo elektrolyzersko tehnologijo izkoriščamo celoten potencial obnovljivih virov energije.
V oktobru 2025 se je začel raziskovalni projekt »KISSSEs: Uporaba umetne inteligence za varjenje in rezanje mrež pri učinkoviti proizvodnji elektrolyzerjev«. Cilj skupnega projekta je razvoj tehnologije, ki omogoča cenejšo proizvodnjo elektrolyzerjev. Namesto dragih mrež s prevleko iz plemenitih kovin raziskovalci Fraunhofer ILT in dveh regionalnih partnerjev stremijo k uporabi lasersko varjenih mrež z čim višjo električno prevodnostjo.
Raziskovalci na Fraunhofer ILT z umetno inteligenco (UI) identificirajo optimalne točke za lasersko varjenje v kompleksnih mrežah in tako izboljšujejo prevodnost. Natančno varjenje teh točk z laserjem znatno znižuje električne prehodne upore v titanskih mrežah in nadomešča drage prevleke iz plemenitih kovin. Procesi laserskega rezanja, podprti z UI, prav tako optimizirajo robove, kar dodatno povečuje učinkovitost elektrolyzerjev.
»Naši modeli UI prepoznajo optimalne varilne točke tudi pri nerednih geometrijah mrež in omogočajo ponovljive kontakte z manjšim uporom«, pojasnjuje Zhiheng Ye, strokovnjakinja za vodik na Fraunhofer ILT. »S tem postavljamo temelje za razširljivo in učinkovito proizvodnjo elektrolyzerjev.
PEM-elektrolyza
Tehnologija, obravnavana v projektu, uporablja protonsko izmenjevalno membrano (PEM) za elektrolyzo. Pri tem postopku protonno prevodna membrana elektrohemijsko loči vodo na vodik in kisik. Hkrati deluje kot elektrolit in plinska ovira, kar omogoča kompakten, dinamično reguliran obrat.
Sistemi s protonsko izmenjevalno membrano se odlikujejo po visoki gostoti moči, kratkih odzivnih časih in odlični zmogljivosti pri delni obremenitvi, kar spodbuja njihovo uporabo, zlasti v kombinaciji s spremenljivimi obnovljivimi viri energije. PEM sklopi projektnega partnerja iGas energy proizvajajo do 260 standardnih kubičnih metrov vodika na uro. To ustreza prostornini velikega helija balona. Možnost povezovanja sklopov zagotavlja razširitev zmogljivosti.
Regionalna dodana vrednost
V projektu Fraunhofer ILT sodeluje z iGas energy. Inženirsko in vodikovo podjetje je razvilo modularno visokotlačno elektrolyzersko napravo na osnovi PEM z imenom Zeleni elektrolyzer ter prav tako razširljivo platformo PEM sklopov z imenom ELZA.
Poleg tega je vključena dLS LichtSchneiderei, spin-off Fraunhofer ILT, specializirano za natančno proizvodnjo z močnim poudarkom na laserski in obdelovalni tehnologiji za bipolarne plošče v tehnologiji gorivnih celic in vodika.
Fraunhofer ILT pri KISSSEs odgovarja za razvoj in optimizacijo laserskih varilnih in rezalnih procesov ter modelov UI za prepoznavanje struktur. iGas energy zagotavlja elektrohemijsko sistemsko znanje, razvija modele pretoka in celic ter validira komponente v elektrolyzerskem delovanju. dLS LichtSchneiderei prenaša parametre rezanja v industrijsko proizvodnjo, izdeluje vzorčne dele in spremlja prenos na proizvodne naprave.
»Vodik je pomemben del različnih sektorjev v Nemčiji in naj bi bil v prihodnosti proizveden -zelen-. PEM-elektrolyza predstavlja ključno tehnologijo tukaj«, poudarja Karl-Heinz Lentz, direktor iGas energy. »Uveljavitev tega postopka in pripadajoče vrednostne verige lahko pomembno prispeva k uspešnemu strukturnemu preoblikovanju v Rurju.«
Ta tesna regionalna sodelovanja v Rurju krepi tehnološko osnovo konkurenčne vodikove industrije in postavlja standarde za inovativne, lokalno zasidrane vrednostne mreže v energetskem sektorju
KISSSEs se v okviru programa DigiRess financira s strani dežele Severno Porenje-Vestfalija in Zveznega ministrstva za okolje, podnebne zaščite, naravne zaščite in jedrske varnosti.
Kontakt:
