Bipolární desky jsou základem palivových článků a elektrolyzérů. Německá strojírenská společnost Graebener, která má dlouholetou tradici, pracuje na výrobních technologiích pro tento klíčový prvek udržitelného energetického hospodářství založeného na vodíku již 20 let. Společnost Freudenberg Sealing Technologies je pro ni v tomto úsilí důležitým partnerem. V bílé knize Graebener Bipolar Plate Technologies zdůrazňuje rozhodující faktory pro úspěšnou výrobu kovových bipolárních desek. V tomto „Plánu pro budoucnost trhu s vodíkem“ se v podrobném rozhovoru vyjadřují dva odborníci společnosti Freudenberg: Jürgen Emig, ředitel předvýrobního vývoje vodíkových aplikací, a Dr. Dominik Kraus, vedoucí oddělení lisovacích technologií.
Jedním z klíčových tvrzení obou odborníků je, že klíčové úloze těsnění při výrobě bipolárních desek se dosud věnovala příliš malá pozornost: Oba odborníci apelují na to, že by měly být v ideálním případě zohledněny před vytvořením návrhu bipolární desky. „Problematika těsnění byla v minulosti často podceňována – stejně jako skutečnost, že se standardními díly dostupnými v katalozích lze pracovat pouze v omezené míře. Pro nás je velmi důležité, aby nás zákazníci zapojili ještě předtím, než investují do formy pro desku,“ zdůrazňuje Emig. Protože podle Krause: „Kovová bipolární deska je z výrobního hlediska velmi složitá součástka.“ V případě kovových desek se jedná o velmi složité konstrukční prvky.
Materiály zejména pro palivové články
Řešení těsnění jsou odpovídajícím způsobem náročná. Aby bylo možné bodovat z hlediska trvale spolehlivého těsnicího účinku, odolnosti vůči médiím a propustnosti, je obvykle nutné přepracovat těsnicí materiály a konstrukce. Společnost Freudenberg Sealing Technologies již v této oblasti dosáhla značných úspěchů. „Lidé často myslí nejprve na silikon, ale pokud jde o životnost, silikon nestačí. Silikon není vůbec vhodný například pro palivové články pracující při vysokých teplotách. Proto jsme vyvinuli vlastní materiály speciálně pro aplikace v palivových článcích,“ vysvětluje Emig. 35 FCPO 100 je vlastní vývoj, který je z hlediska zpracování podobný tekutému silikonu. 70 FKM 256261 je materiál, který společnost vyvinula speciálně pro požadavky PEM elektrolýzy a vysokoteplotních PEM palivových článků.
Zvláštním problémem je, že paralelně existují různé technologie elektrolýzy a palivových článků a pro žádnou z nich dosud nebyly stanoveny normy. „Co se týče konstrukce desek, není trh v současné době téměř standardizován,“ popisuje situaci Kraus. Potřebné jsou proto univerzálně platné specifikace pro konstrukci desek, které zjednoduší aplikaci těsnění a urychlí tak proces. Slovy Emiga: „Těsnění 3D struktur je výzvou. Pokud se zohlední a standardizují určité požadavky, je šance na dosažení robustního těsnění velmi vysoká. Bylo by žádoucí více standardizovat konstrukční prvky, pak bychom snad již mohli vyrábět mnohem větší množství nákladově efektivněji.“
„Naši zákazníci chtějí obdržet panel z jediného zdroje – ‚panel připravený k montáži‘ s plombou.“
V rozhovoru Graebener zmiňuje další úkol: „Naši zákazníci chtějí obdržet desku z jediného zdroje – ‚desku připravenou k montáži‘ s plombou.“ Odborné znalosti společnosti Freudenberg Sealing Technologies v oblasti procesního inženýrství jsou v tomto ohledu velkou výhodou. „Z dlouhodobého hlediska potřebujeme výrobní procesy s vysokými standardy kvality, abychom splnili požadavky trhu z hlediska nákladů a výkonu. Naši zákazníci vědí, že dokážeme splnit scénáře velkých objemů. V automobilovém průmyslu úspěšně působíme již řadu let a splňujeme standardy kvality, které automobilový průmysl vyžaduje.“ Vysoké standardy kvality automobilového průmyslu by mohly být vodítkem i při definování standardů těsnění pro bipolární desky.
Doba vývoje vodíku je však kratší než v automobilovém průmyslu. O to důležitější je mít k dispozici smysluplná testovací zařízení v laboratořích a zkušebních centrech, do kterých společnost Freudenberg Sealing Technologies v současné době investuje. Krédo komplexní výzkumné a vývojové práce společnosti zní: „Chceme porozumět celému článku!
Dialog a spolupráce se společností Graebener jsou v tomto procesu cennými stavebními kameny. „Než je výrobek připraven k sériové výrobě, procházíme společně se zákazníkem mnoha iteračními smyčkami. Je proto velkou výhodou, že máme k dispozici vhodné vybavení pro výrobu prototypů a malých sérií,“ vysvětluje Kraus. Společnost Graebener nabízí společnosti Freudenberg Sealing Technologies tyto možnosti v rámci partnerské vývojové spolupráce.
