“Gracias a la idoneidad especial de nuestros materiales para cada aplicación nos diferenciamos de la competencia”, dice Dr. Alexander Hähnel. Su compañero en el “Equipo Hidrógeno” de Technology & Innovation (T&I), Jürgen Emig, añade: “La competencia en materiales tiene máxima prioridad en el tema Hidrógeno, en todas las aplicaciones a lo largo de la cadena de creación de valor desde la electrolisis hasta la pila de combustible”.
Desde el punto de vista del desarrollo de materiales, ¿cuáles son las tareas en torno al tema de futuro “Hidrógeno”? Por ejemplo, por motivos de seguridad y rentabilidad hay que evitar que las diminutas moléculas de hidrógeno penetren en los materiales de las juntas (término técnico: permeación) y se evaporen. Por el contrario, los materiales de las juntas no pueden influenciar negativamente los procesos en las pilas de combustible o en los electrolizadores por la liberación de sustancias nocivas. Además, según la aplicación, las juntas han de resistir las marcadas diferencias de presión y temperatura, así como las soluciones cáusticas alcalinas o las altas concentraciones de oxígeno que aceleran el envejecimiento.
Hasta ahora no existen estándares
Las soluciones estandarizadas existentes solo son suficientes en contados casos. Por regla general, para aplicaciones de hidrógeno se han de concebir nuevos materiales y diseños de juntas. Por lo menos es necesario comprobar los materiales existentes en relación con los requisitos de las aplicaciones, especialmente en lo que respecta a la vida útil. Lo que empeora la situación es la existencia paralela de diferentes tecnologías de electrolisis y de pilas de combustible y que, hasta el momento en ninguna de ellas se han marcado estándares. Los enfoques y diseños varían de un fabricante a otro, y muchos aspectos de esta industria de futuro se encuentran en proceso de cambio.
Sin bien, FST ya ha conseguido éxitos considerables en el desarrollo de materiales. 35 FCPO 100 es el nombre de un material desarrollado internamente que en su procesamiento es similar a la silicona líquida, y que es utilizado por las compañeras y los compañeros de la empresa del grupo Freudenberg e-Power Systems en sus pilas de combustible PEM de baja temperatura. 70 FKM 256261 es un material desarrollado por FST especialmente para las necesidades de la electrolisis PEM (membrana de intercambio protónico) y las pilas de combustible PEM de alta temperatura, el cual hace poco superó el inicio de la producción en serie.
Más de dos millones de euros para equipo de pruebas
“En el hidrógeno necesitamos tiempos de desarrollo más cortos de los que conocemos de la industria de la automoción”, subraya Hähnel. Un componente esencial del trabajo de desarrollo acelerado son las posibilidades de realizar ensayos significativos en laboratorios y campos de pruebas. “Para ello invertiremos hasta fin de año más de dos millones de euros”, informa Emig. Se trata de adquirir, entre otros, más conocimientos prácticos sobre los factores de influencia de los medios, por ejemplo, el oxígeno, y la corriente, sobre la junta. “Además, queremos entender toda la celda”, explica Emig. En un nuevo banco de pruebas, FST podrá comprobar cuatro celdas paralelamente. Por lo demás, para la realización de pruebas en stacks de pilas de combustible o electrolisis completos, FST trabaja directamente con los clientes así como con institutos de renombre, como Fraunhofer o el Centro de Investigación de Energía Solar e Hidrógeno de Baden Wurtemberg (abreviado: ZSW).
“Queremos entender una celda completa”.
En las aplicaciones de hidrógeno, las juntas han de asumir, frecuentemente, funciones adicionales más allá de la mera hermetización. Esto hace todavía más complejo el trabajo de desarrollo mediante la combinación de materiales, por ejemplo goma sujeta a piezas portantes. Muchas veces hay que considerar plásticos de alto rendimiento. Un ejemplo de esta integración de funciones son los elementos de unión Plug & Seal equipados con sensores. Otro ejemplo son las juntas en placas bipolares o en marcos de celdas que, con los diseños pertinentes, asumen también una parte de la conducción del medio. Tras ello se encuentra el objetivo de simplificar el ensamblaje a los fabricantes de pilas de combustible y electrolizadores y reducir los costes.
Según Emig, a todo ello ayuda el que en el tema Hidrógeno “el ‘Innovating Together‘ de los Lead Centers, Divisiones y Tecnología e Innovación (T&I) juega un papel importante en FST”.
