„Od konkurence nás odlišuje zvláštní vhodnost našich materiálů pro danou aplikaci,“ říká Dr. Alexander Hähnel. Jeho kolega z „vodíkového týmu“ ve společnosti Technology & Innovation (T&I), Jürgen Emig, dodává: „Odbornost v oblasti materiálů je prioritou č. 1, pokud jde o vodík, a to ve všech aplikacích v celém hodnotovém řetězci od elektrolýzy až po palivové články.“
Jaké jsou úkoly spojené s budoucím tématem vodíku z hlediska vývoje materiálů? Z bezpečnostních a ekonomických důvodů je například důležité zabránit tomu, aby velmi malé molekuly vodíku pronikaly do těsnicích materiálů (odborný termín: permeace) a vypařovaly se. A naopak, těsnicí materiály nesmí negativně ovlivňovat procesy v palivových článcích nebo elektrolyzérech uvolňováním škodlivých látek. V závislosti na aplikaci musí těsnění odolávat také výrazným tlakovým a teplotním rozdílům, stejně jako korozivním alkalickým roztokům nebo vysokým koncentracím kyslíku, které urychlují stárnutí.
Zatím žádné normy
Stávající standardní řešení k tomu málokdy stačí. Pro vodíkové aplikace je zpravidla nutné vyvinout nové těsnicí materiály a konstrukce. Přinejmenším je nutné testovat stávající materiály speciálně pro požadavky aplikací, zejména z hlediska trvanlivosti. Dalším komplikujícím faktorem je skutečnost, že paralelně existují různé technologie elektrolýzy a palivových článků a v žádné z nich dosud nebyly stanoveny normy. Přístupy a konstrukce se u jednotlivých výrobců liší a mnohé je v tomto odvětví orientovaném na budoucnost stále v pohybu.
Nicméně FST již dosáhla značných úspěchů v oblasti vývoje materiálů. 35 FCPO 100 je název patentovaného vývojového materiálu, který je svým zpracováním podobný tekutému silikonu a který používají kolegové ze sesterské společnosti skupiny Freudenberg e-Power Systems mimo jiné ve svých nízkoteplotních PEM palivových článcích. 70 FKM 256261 je materiál, který společnost FST vyvinula speciálně pro požadavky PEM elektrolýzy a vysokoteplotních PEM palivových článků a který byl nedávno uveden do sériové výroby.
Více než dva miliony eur na testovací zařízení
„Potřebujeme kratší dobu vývoje vodíku, než známe z automobilového průmyslu,“ zdůrazňuje Hähnel. Klíčovou součástí zrychlených vývojových prací jsou smysluplná testovací zařízení v laboratořích a na zkušebních polích. „Do konce roku do nich investujeme více než dva miliony eur,“ informuje Emig. Cílem je mimo jiné získat další praktické poznatky o vlivu médií, jako je kyslík, a elektřiny na těsnění. „Chceme také porozumět celé buňce,“ vysvětluje Emig.
„Chceme porozumět celé buňce.“
Společnost FST bude moci na novém zkušebním stanovišti testovat čtyři články paralelně. Při testech kompletních palivových článků nebo elektrolýzních komínů spolupracuje FST také přímo se zákazníky a s renomovanými institucemi, jako jsou Fraunhofer a Centrum pro výzkum solární energie a vodíku v Bádensku-Württembersku (ZSW).
Těsnění ve vodíkových aplikacích musí často plnit i další funkce než jen těsnění. To činí vývojové práce ještě složitějšími vzhledem ke kombinacím materiálů – například pryže spojené s nosnými díly. Často se jedná o vysoce výkonné plasty. Jedním z příkladů takové funkční integrace jsou spojovací prvky plug & seal vybavené senzory. Dalším příkladem jsou těsnění na bipolárních deskách nebo rámech buněk, které kromě těsnění přebírají díky vhodnému provedení také část vedení média. Cílem je zjednodušit montáž a snížit náklady výrobců palivových článků a elektrolyzérů.
Podle Emiga pomáhá, že „v oblasti vodíku hraje ve FST důležitou roli „společná inovace“ vedoucích center, divizí a oddělení pro technologie a inovace (T&I)“.
