“Ci distinguiamo dai nostri concorrenti per la particolare compatibilità dei nostri materiali con le rispettive applicazioni”, dice il Dott. Alexander Hähnel. Il suo collega nel “team Idrogeno” di Technology & Innovation (T&I), Jürgen Emig, aggiunge: “Quando si tratta di idrogeno, la competenza nei materiali è priorità assoluta, per tutte le applicazioni lungo la catena del valore, a partire dall’elettrolisi fino alla cella a combustibile”.
Dal punto di vista dello sviluppo dei materiali, quali sono i task che riguardano l’argomento del futuro idrogeno? Per motivi di sicurezza ed economici, ad esempio, è importante evitare che le piccolissime molecole di idrogeno penetrino nei materiali di tenuta (fenomeno tecnicamente definito permeazione) e si volatilizzino. A loro volta, i materiali di tenuta non devono influire negativamente sui processi delle celle a combustibile o degli elettrolizzatori rilasciando sostanze nocive. A seconda dell’applicazione, le guarnizioni devono anche resistere a forti differenze di pressione e temperatura, nonché a soluzioni alcaline caustiche o ad alte concentrazioni di ossigeno che accelerano l’invecchiamento.
Finora, nessuno standard
Le soluzioni standard attualmente esistenti raramente sono sufficienti. Per le applicazioni a idrogeno si devono generalmente sviluppare materiali e design di tenuta completamente nuovi, o almeno occorre testare i materiali esistenti per verificare che soddisfino le esigenze specifiche di queste applicazioni, in particolare in termini di longevità. Parallelamente a ciò, a peggiorare le cose esistono tecnologie di elettrolisi e celle a combustibile diverse e nessuna di esse ha ancora stabilito uno standard. Gli approcci e i design variano da produttore a produttore e, in questo settore del futuro, molte cose sono ancora in corso di svolgimento.
FST ha però già riscosso notevoli successi nello sviluppo di nuovi materiali. 35 FCPO 100 è il nome di uno sviluppo di materiale proprietario simile a quello utilizzato nella lavorazione del silicone liquido anche dai colleghi e dalle colleghe della consociata Freudenberg e-Power Systems nelle loro celle a combustibile PEM (a membrana a scambio protonico) a bassa temperatura. 70 FKM 256261 è un materiale che FST ha studiato appositamente per le esigenze dell’elettrolisi PEM e della cella a combustibile PEM ad alta temperatura e che recentemente ha iniziato con successo la produzione in serie.
Oltre due milioni di euro per le apparecchiature di prova
“Per l’idrogeno abbiamo bisogno di tempi di sviluppo più brevi di quelli conosciuti nell’industria automobilistica”, sottolinea Hähnel. Elemento essenziale per velocizzare i lavori di sviluppo sono le possibilità di prova e test nei laboratori e nelle stazioni di prova. “Proprio per questo investiremo oltre due milioni di euro entro fine anno”, riferisce Emig. Tra le altre cose, l’obiettivo è anche quello di ottenere ulteriori conoscenze pratiche sui fattori che influenzano la guarnizione, ad esempio l’ossigeno e l’elettricità. “Vogliamo anche capire la cella nel suo intero”, spiega Emig. Su un nuovo banco di prova, FST sarà in grado di testare quattro celle contemporaneamente. Per i test in celle a combustibile o elettrolitiche complete, FST sta anche lavorando direttamente con i clienti e con istituti rinomati come il Fraunhofer o il Centro per la ricerca sull’energia solare e l’idrogeno del Baden-Württemberg (ZSW).
“Vogliamo capire la cella nel suo intero”.
Nelle applicazioni a idrogeno, spesso le guarnizioni devono espletare funzioni aggiuntive oltre a quelle di tenuta. Ciò rende il lavoro di sviluppo ancora più complesso a causa delle tante combinazioni di materiali, ad esempio la gomma collegata ai supporti. Spesso si tratta di materie plastiche ad alte prestazioni. Un esempio di questa integrazione di funzioni sono gli elementi di connessione Plug & Seal dotati di sensori. Un altro esempio sono le guarnizioni su piastre bipolari o telai cellulari che, oltre a garantire la tenuta mediante configurazioni specifiche, in parte convogliano anche i mezzi. L’obiettivo è quello di rendere più semplice l’assemblaggio e ridurre i costi per i produttori di celle a combustibile e di elettrolizzatori.
In tutto questo aiuta il fatto che, così dice Emig, “‘Innovating Together’ di Lead center, divisioni e Technology & Innovation (T&I) in materia di idrogeno gioca un ruolo importante in FST”.
