Bipolaarsed plaadid on kütuseelementide ja elektrolüsaatorite keskmes. Saksamaa pikaajalise traditsiooniga masinaehitusettevõte Graebener on juba 20 aastat töötanud selle säästva, vesinikupõhise energiamajanduse põhielemendi tootmistehnoloogiate kallal. Freudenberg Sealing Technologies on ettevõtte oluline partner selles püüdluses. Graebener Bipolar Plate Technologies toob oma valges raamatus esile metallist bipolaarplaatide eduka tootmise otsustavad tegurid. Selles “Vesinikuturu tulevikuplaanis” võtavad põhjalikus intervjuus sõna kaks Freudenbergi eksperti: Jürgen Emig, vesiniku rakenduste eeltootearenduse direktor ja dr Dominik Kraus, stantsimistehnoloogia juht.
Üks kahe eksperdi peamisi väiteid on see, et tihendite olulist rolli bipolaarsete plaatide tootmisel on seni liiga vähe arvestatud: Kaks eksperti kutsuvad üles võtma neid ideaaljuhul arvesse enne bipolaarse plaadi konstruktsiooni loomist. “Varem on tihendite küsimust sageli alahinnatud – nagu ka asjaolu, et kataloogides kättesaadavate standardosadega saab töötada vaid piiratud ulatuses. Meie jaoks on väga oluline, et kliendid kaasaksid meid, enne kui nad investeerivad plaadi valuvormi,” rõhutab Emig. Sest Krause sõnul: “Tootmise seisukohalt on metallist bipolaarne plaat väga keeruline komponent.”
Materjalid eelkõige kütuseelementide jaoks
Tihenduslahendused on vastavalt nõudlikud. Selleks, et punkte saada püsivalt usaldusväärse tihendustõhususe, meediumikindluse ja läbilaskvuse osas, tuleb tihendusmaterjalid ja -konstruktsioonid tavaliselt ümber kujundada. Freudenberg Sealing Technologies on selles valdkonnas juba märkimisväärset edu saavutanud. “Inimesed mõtlevad sageli kõigepealt silikoonile, kuid kui asi puudutab kasutusiga, siis silikoonist ei piisa. Näiteks ei sobi silikoon üldse kõrge temperatuuriga kütuseelementide jaoks. Seetõttu oleme välja töötanud oma materjalid spetsiaalselt kütuseelementide jaoks,” selgitab Emig. 35 FCPO 100 on meie enda väljatöötatud toode, mis on töötlemisviisilt sarnane vedela silikooniga. 70 FKM 256261 on materjal, mille ettevõte on välja töötanud spetsiaalselt PEM-elektrolüüsi ja kõrge temperatuuriga PEM-kütuseelementide jaoks.
Eriline väljakutse on see, et paralleelselt eksisteerivad erinevad elektrolüüsi- ja kütuseelementide tehnoloogiad ning üheski neist ei ole veel standardeid kehtestatud. “Plaatide disaini osas on turg praegu vaevalt standardiseeritud,” kirjeldab Kraus olukorda. Seetõttu on vaja universaalselt kehtivaid spetsifikatsioone plaatide disainile, mis lihtsustavad tihendamisrakendust ja kiirendavad seega protsessi. Emigi sõnul: “3D-struktuuride tihendamine on väljakutse. Kui teatavaid nõudeid arvestatakse ja standarditakse, on võimalused tugeva tihenduse saavutamiseks väga suured. Soovitav oleks konstruktsiooniomadusi rohkem standardiseerida, siis saaksime ehk juba palju suuremaid koguseid kuluefektiivsemalt toota.”
“Meie kliendid soovivad saada paneeli ühest allikast – “monteerimisvalmis paneel” koos pitseriga.”
Graebeneri intervjuus mainib ta veel üht ülesannet: “Meie kliendid soovivad saada plaati ühest allikast – “montaaživalmis plaati” koos pitseriga.” Freudenberg Sealing Technologies’i protsessitehnoloogilised teadmised on siinkohal suur eelis. “Pikemas perspektiivis vajame kõrgete kvaliteedistandarditega tootmisprotsesse, et täita turu nõudeid kulude ja toodangu osas. Meie kliendid teavad, et me suudame täita suurte mahtude stsenaariume. Oleme autotööstuses juba aastaid edukalt tegutsenud ja täidame kvaliteedistandardeid, mida autotööstus nõuab.” Autotööstuse kõrged kvaliteedistandardid võiksid olla juhiseks ka bipolaarsete plaatide tihendusstandardite määratlemisel.
Vesiniku arendusajad on siiski lühemad kui autotööstuses. Seetõttu on veelgi olulisem, et laboratooriumides ja katsekeskustes oleksid olemas mõistlikud katsevõimalused, millesse Freudenberg Sealing Technologies praegu investeerib. Ettevõtte tervikliku teadus- ja arendustegevuse kreedo on: “Me tahame mõista kogu raku!
Dialoog ja koostöö Graebeneriga on selles protsessis väärtuslikud ehituskivid. “Enne kui toode on valmis seeriatootmiseks, läbime koos kliendiga arvukalt iteratsioone. Seetõttu on suur eelis, et meil on juurdepääs asjakohastele seadmetele prototüüpide ja väikeseeria tootmiseks,” selgitab Kraus. Graebener pakub Freudenberg Sealing Technologiesile neid võimalusi partnerlusel põhineva arenduskoostöö raames.
