Dr. Alexander Hähnel, “Malzemelerimizin ilgili uygulamaya özel uygunluğu bizi rakiplerimizden ayırıyor” diyor. Teknoloji ve İnovasyon (T&I) “Hidrojen Ekibi “ndeki meslektaşı Jürgen Emig ise şunları ekliyor: “Konu hidrojen olduğunda, elektrolizden yakıt hücrelerine kadar değer zinciri boyunca tüm uygulamalarda malzeme uzmanlığı 1. önceliktir.”
Malzeme geliştirme perspektifinden bakıldığında, gelecekteki hidrojen konusunu çevreleyen görevler nelerdir? Örneğin güvenlik ve ekonomik nedenlerle, çok küçük hidrojen moleküllerinin sızdırmazlık malzemelerine nüfuz etmesini (teknik terim: permeasyon) ve buharlaşmasını önlemek önemlidir. Tersine, sızdırmazlık malzemeleri zararlı maddeler açığa çıkararak yakıt hücreleri veya elektrolizörlerdeki süreçleri olumsuz etkilememelidir. Uygulamaya bağlı olarak, sızdırmazlık malzemeleri ayrıca belirgin basınç ve sıcaklık farklılıklarının yanı sıra aşındırıcı alkali çözeltiler veya yaşlanmayı hızlandıran yüksek oksijen konsantrasyonlarına da dayanabilmelidir.
Henüz standart yok
Mevcut standart çözümler bunun için nadiren yeterlidir. Kural olarak, hidrojen uygulamaları için yeni sızdırmazlık malzemeleri ve tasarımları geliştirilmelidir. En azından, mevcut malzemelerin özellikle dayanıklılık açısından uygulamaların gereklilikleri için özel olarak test edilmesi gerekmektedir. Bir başka karmaşık faktör de çeşitli elektroliz ve yakıt hücresi teknolojilerinin paralel olarak var olması ve henüz hiçbirinde standartların belirlenmemiş olmasıdır. Yaklaşımlar ve tasarımlar üreticiden üreticiye değişmektedir ve geleceğe yönelik bu sektörde pek çok şey hala değişmektedir.
Bununla birlikte, FST malzeme geliştirme konusunda şimdiden önemli başarılar elde etmiştir. 35 FCPO 100, Grubun kardeş şirketi Freudenberg e-Power Systems’deki meslektaşları tarafından düşük sıcaklıklı PEM yakıt hücrelerinde kullanılan sıvı silikona benzer tescilli bir malzeme geliştirmesinin adıdır. 70 FKM 256261, FST’nin PEM elektroliz ve yüksek sıcaklıklı PEM yakıt hücrelerinin gereksinimleri için özel olarak geliştirdiği ve yakın zamanda seri üretime geçen bir malzemedir.
Test ekipmanları için iki milyon avronun üzerinde
Hähnel, “Hidrojen için otomotiv endüstrisinden bildiğimizden daha kısa geliştirme sürelerine ihtiyacımız var” diye vurguluyor. Hızlandırılmış geliştirme çalışmalarının önemli bir bileşeni, laboratuvarlarda ve test alanlarında anlamlı test olanaklarıdır. Emig, “Yıl sonuna kadar bu alana iki milyon avrodan fazla yatırım yapacağız” diyor. Amaç, diğer şeylerin yanı sıra, oksijen ve elektrik gibi ortamların conta üzerindeki etki faktörleri hakkında daha fazla pratik bilgi edinmektir. “Ayrıca hücrenin tamamını anlamak istiyoruz” diye açıklıyor Emig.
“Tüm hücreyi anlamak istiyoruz.”
FST, yeni bir test standında dört hücreyi paralel olarak test edebilecek. Komple yakıt hücresi veya elektroliz yığınlarındaki testler için FST ayrıca doğrudan müşterilerle ve Fraunhofer ve Baden-Württemberg Güneş Enerjisi ve Hidrojen Araştırma Merkezi (ZSW) gibi tanınmış enstitülerle birlikte çalışmaktadır.
Hidrojen uygulamalarındaki contaların genellikle sızdırmazlığın ötesinde ek işlevleri de yerine getirmesi gerekir. Bu durum, örneğin taşıyıcı parçalara bağlanmış kauçuk gibi malzeme kombinasyonları nedeniyle geliştirme çalışmalarını daha da karmaşık hale getirmektedir. Genellikle yüksek performanslı plastikler kullanılır. Bu tür işlevsel entegrasyona bir örnek, sensörlerle donatılmış fiş ve conta bağlantı elemanlarıdır. Bir başka örnek de, sızdırmazlığın yanı sıra uygun tasarımlar yoluyla medya yönlendirmesinin bir kısmını da üstlenen bipolar plakalar veya hücre çerçeveleri üzerindeki contalardır. Bunun arkasındaki amaç, yakıt hücresi ve elektrolizör üreticileri için montajı basitleştirmek ve maliyetleri düşürmektir.
Emig’e göre, “Lider Merkezlerin, Bölümlerin ve Teknoloji ve İnovasyonun (T&I) ‘Birlikte İnovasyon Yapması’ hidrojen söz konusu olduğunda FST’de önemli bir rol oynuyor”.
