Bipolar plakalar yakıt hücrelerinin ve elektrolizörlerin merkezini oluşturur. Köklü bir geleneğe sahip bir Alman makine mühendisliği şirketi olan Graebener, 20 yıldır sürdürülebilir, hidrojen temelli bir enerji ekonomisinin bu temel unsuru için üretim teknolojileri üzerinde çalışıyor. Freudenberg Sealing Technologies bu çabada şirket için önemli bir ortaktır. Graebener Bipolar Plaka Teknolojileri, metalik bipolar plakaların başarılı bir şekilde üretilmesi için belirleyici faktörlerin altını çiziyor. “Hidrojen pazarının geleceği için yol haritası” başlıklı bu yazıda, Freudenberg’in iki uzmanı derinlemesine bir röportajda söz alıyor: Hidrojen Uygulamaları Ön Ürün Geliştirme Direktörü Jürgen Emig ve Damgalama Teknolojisi Başkanı Dr. Dominik Kraus.
İki uzman tarafından yapılan önemli açıklamalardan biri, bipolar plakaların üretiminde mühürlerin hayati rolünün bugüne kadar çok az dikkate alındığıdır: İki uzman, ideal olarak bipolar plaka tasarımı oluşturulmadan önce dikkate alınmaları gerektiğini belirtiyor. “Contalar konusu geçmişte genellikle göz ardı edildi – tıpkı kataloglarda bulunan standart parçalarla yalnızca sınırlı ölçüde çalışabileceğiniz gerçeği gibi. Müşterilerin plaka kalıbına yatırım yapmadan önce bizi sürece dahil etmeleri bizim için çok önemli,” diye vurguluyor Emig. Çünkü Kraus’a göre: “Üretim açısından bakıldığında, metalik bipolar plaka oldukça karmaşık bir bileşendir.”
Özellikle yakıt hücreleri için malzemeler
Sızdırmazlık çözümleri de buna uygun olarak zorludur. Kalıcı olarak güvenilir sızdırmazlık etkisi, ortam direnci ve geçirgenlik açısından puan kazanmak için sızdırmazlık malzemelerinin ve tasarımlarının genellikle yeniden tasarlanması gerekir. Freudenberg Sealing Technologies bu alanda şimdiden önemli başarılar elde etmiştir. “İnsanlar genellikle ilk olarak silikonu düşünür, ancak hizmet ömrü söz konusu olduğunda silikon yeterli değildir. Örneğin, silikon yüksek sıcaklıktaki yakıt hücreleri için hiç uygun değildir. Bu nedenle, özellikle yakıt hücresi uygulamaları için kendi malzemelerimizi geliştirdik,” diye açıklıyor Emig. 35 FCPO 100, işleme açısından sıvı silikona benzeyen bir şirket içi geliştirmedir. 70 FKM 256261, şirketin PEM elektroliz ve yüksek sıcaklıklı PEM yakıt hücrelerinin gereksinimleri için özel olarak geliştirdiği bir malzemedir.
Çeşitli elektroliz ve yakıt hücresi teknolojilerinin paralel olarak var olması ve henüz hiçbirinde standartların belirlenmemiş olması özel bir zorluktur. “Kraus bu durumu şöyle açıklıyor: “Plaka tasarımı açısından piyasa şu anda neredeyse hiç standartlaşmış değil. Bu nedenle ihtiyaç duyulan şey, sızdırmazlık uygulamasını basitleştiren ve böylece süreci hızlandıran plaka tasarımı için evrensel olarak geçerli spesifikasyonlardır. Emig’in sözleriyle: “3D yapıların yalıtımı zorlu bir iştir. Belirli gereksinimler dikkate alınır ve standartlaştırılırsa, sağlam bir sızdırmazlık elde etme şansı çok yüksektir. Tasarım özelliklerinin daha fazla standartlaştırılması arzu edilirdi, o zaman belki de çok daha yüksek miktarları daha uygun maliyetle üretebilirdik.”
“Müşterilerimiz paneli tek bir kaynaktan almak istiyor – mühürlü ‘montaja hazır panel’.”
Graebener röportajında başka bir görevden daha bahsediyor: “Müşterilerimiz plakayı tek bir kaynaktan almak istiyor – mühürlü ‘montaja hazır plaka’.” Freudenberg Sealing Technologies’in proses mühendisliği uzmanlığı bu konuda önemli bir avantaj. “Uzun vadede, maliyet ve çıktı açısından pazar gereksinimlerini karşılamak için yüksek kalite standartlarına sahip üretim süreçlerine ihtiyacımız var. Müşterilerimiz yüksek hacimli senaryoları yerine getirebileceğimizi biliyor. Uzun yıllardır otomotiv sektöründe başarıyla faaliyet gösteriyoruz ve otomotiv sektörünün talep ettiği kalite standartlarını karşılıyoruz.” Otomotiv endüstrisinin yüksek kalite standartları, bipolar plakalar için sızdırmazlık standartları tanımlanırken de yol gösterici olabilir.
Ancak hidrojen için geliştirme süreleri otomotiv sektörüne göre daha kısadır. Bu durum, Freudenberg Sealing Technologies’in şu anda yatırım yapmakta olduğu laboratuvarlarda ve test merkezlerinde anlamlı test olanaklarına sahip olmayı daha da önemli hale getirmektedir. Şirketin bütüncül araştırma ve geliştirme çalışmalarının inancı şudur: “Hücrenin tamamını anlamak istiyoruz!
Graebener ile diyalog ve işbirliği bu süreçte değerli yapı taşlarıdır. “Ürün seri üretime hazır hale gelmeden önce, müşteriyle birlikte çok sayıda yineleme döngüsünden geçiyoruz. Bu nedenle prototiplerin ve küçük serilerin üretimi için uygun ekipmana erişimimiz olması büyük bir avantaj” diye açıklıyor Kraus. Graebener, Freudenberg Sealing Technologies’e bu olanakları ortaklığa dayalı bir geliştirme işbirliğiyle sunuyor.
