Schaeffler desenvolve nova geração de placas bipolares para acionamentos de células de combustível com maior densidade de potência

A Schaeffler desenvolveu uma nova geração de placas bipolares metálicas com um design inovador e um sistema de revestimento inovador. As novas placas da Schaeffler permitem uma densidade de potência da pilha de células de combustível de 4,6 kW por litro de volume de células de combustível (incluindo placas terminais e hardware de compressão).

As pilhas de células de combustível feitas com as novas placas Schaeffler podem atingir uma densidade de potência cerca de 20% maior do que as pilhas feitas com placas da geração anterior.

As pilhas de células de combustível com novas placas bipolares metálicas da Schaeffler excedem a densidade de potência das pilhas feitas com placas da geração anterior em cerca de 20%. Foto: Schaeffler (Daniel Karmann)

Numa instalação de produção piloto especialmente construída em Herzogenaurach, a empresa está agora a fabricar as novas placas em séries de até várias dezenas de milhares de unidades para utilização por fabricantes internacionais de veículos na produção de protótipos e em pequenas séries.

As placas desenvolvidas pela Schaeffler apresentam um novo design otimizado para produção em grandes séries e aproveitam um processo de revestimento inovador para uma longa vida útil das células de combustível.

Quando se trata de sistemas de propulsão para veículos comerciais, a Schaeffler também está a investir em hidrogénio, especialmente para aplicações de longo curso. Estamos desenvolvendo componentes individuais e subsistemas completos para células de combustível e nos preparando para sua industrialização em larga escala.

A instalação totalmente automatizada faz parte do centro de excelência da Schaeffler para hidrogénio, um complexo que também inclui uma extensa gama de equipamentos de teste. A instalação foi projetada para que também possa ser utilizada na fabricação de grandes placas do tipo utilizado em eletrolisadores. A Schaeffler garante assim tanto o movimento sustentável como o fornecimento sustentável de hidrogénio verde.

A Schaeffler deverá iniciar a produção de placas bipolares sob o nome de Innoplate, uma joint venture com a Symbio, em Haguenau, França, no início de 2024.

A Schaeffler desenvolveu um design inovador que aproveita ao máximo a área de superfície da placa. Quanto mais finas e precisas forem as estruturas da placa bipolar, mais eficiente será a placa.

Para aplicações em veículos, várias centenas dessas placas são colocadas umas sobre as outras, cada uma separada por um conjunto de eletrodos de membrana (MEA), para formar uma pilha. As placas representam até 80% do peso da pilha e até 65% do seu volume. Pilhas compostas por até 400 dessas unidades de células têm uma potência total de até 140 kW – o suficiente para veículos comerciais leves. Veículos comerciais pesados ​​de até 40 toneladas geralmente requerem duas pilhas.

Outra característica das placas bipolares metálicas fabricadas pela Schaeffler é o sistema de revestimento utilizado. O objetivo dos revestimentos é manter um alto nível de condutividade elétrica durante toda a vida útil da célula de combustível. A solução da Schaeffler é “Enertect” – uma família de sistemas de revestimento de alto desempenho desenvolvidos especificamente para placas bipolares. Dependendo dos requisitos do cliente, os revestimentos podem ser projetados para máxima vida útil da chapa, mínima pegada de carbono ou uma relação preço-desempenho otimizada.

Graças às nossas capacidades em tecnologia de superfícies, somos capazes de oferecer a cada cliente uma solução de revestimento específica para cada aplicação. Isso significa que podemos atender às necessidades de cada cliente em termos de equilíbrio entre custo, desempenho e emissões de CO2 relacionadas à fabricação.

Os revestimentos são aplicados utilizando uma versão especialmente adaptada e aperfeiçoada do processo de deposição física de vapor (PVD) que a Schaeffler tem utilizado com sucesso na produção de milhões e milhões de componentes de trem de válvulas altamente tensionados ao longo dos anos.

Para tornar as células de combustível estanques a gases e à água - vitais do ponto de vista da qualidade e da segurança - a Schaeffler utiliza juntas moldadas por injeção ou serigráficas ou, dependendo dos requisitos, um processo especial de soldadura a laser desenvolvido internamente.

Postado em 19 de agosto de 2023 em Células de combustível, hidrogênio, manufatura, histórico de mercado | Link permanente | Comentários (0)