IMAGEN: ANGELA MERKEL. SU DECISIÓN HIZO CAMBIAR LA MATRIZ ENERGÉTICA DE ALEMANIA
Producción en masa eficiente de pilas de combustible
agosto de 2023
Los científicos del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (ISE) están optimizando la producción a gran escala de pilas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM). Como parte de la red del proyecto «TiKaBe», se desarrollan tintas catalíticas innovadoras que se pueden utilizar para diversos procesos de recubrimiento industriales. El objetivo del proyecto de investigación «BI-FIT» es acortar y simplificar el llamado «break-in», el acondicionamiento inicial de las pilas de combustible. Los científicos del Fraunhofer ISE presentarán sus conocimientos actuales sobre esta investigación en la conferencia hy-fcell Programa del 13 al 14 de septiembre de 2023 en Stuttgart. En el stand 4D55,
©Fraunhofer ISELos científicos del Fraunhofer ISE están trabajando en la optimización de las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM).
Se espera pronto una gran demanda de pilas de combustible para propulsión eléctrica, especialmente para el tráfico mundial de mercancías pesadas. Por lo tanto, el avance del mercado de la tecnología de pilas de combustible PEM requiere conceptos innovadores para la producción industrial del conjunto de electrodos de membrana (MEA), que permitan grandes cantidades y al mismo tiempo sean eficientes en términos de recursos y costos. Fraunhofer ISE está creando junto con los socios del proyecto la base tecnológica para la industria automovilística y de proveedores.
Nuevas tintas catalizadoras para diversos procesos de recubrimiento
En el Fraunhofer ISE se están desarrollando nuevas tintas catalíticas para diferentes procesos de recubrimiento industriales y con tiempos de secado más cortos en el proyecto “Desarrollo de tintas para el recubrimiento de catalizadores de pilas de combustible” (TiKaBe). «Para ello estamos desarrollando unidades de electrodos de membrana duraderas con un bajo contenido de metales preciosos», explica Ulf Groos,jefe del departamento de pilas de combustible de la división Hydrogen Technologies. »Estamos ante el llamado recubrimiento con boquilla ranurada, que debido a sus posibilidades de recubrimiento continuo y muy homogéneo está predestinado para procesos industriales. En el futuro también serán interesantes los procesos de impresión como la inyección de tinta, el huecograbado y la serigrafía, porque permiten crear capas estructuradas y, por lo tanto, minimizan los residuos y las pérdidas de material al imprimir una superficie de catalizador definida”, continúa Groos.
Puesta en marcha optimizada de la pila de pilas de combustible
En el proyecto «Break-In for Fuel Cells Initializing and Testing» (BI-FIT), los científicos del Fraunhofer ISE están desarrollando una comprensión fundamental de los mecanismos decisivos en el acondicionamiento inicial de las pilas de combustible. El proceso en el que una pila de pilas de combustible recién producida se alimenta por primera vez con electricidad para aumentar su potencia nominal y una tensión individual homogénea de las pilas se denomina rodaje o acondicionamiento inicial. Debido a la larga duración del proceso, el rodaje sigue siendo un cuello de botella importante y un coste importante en el proceso de producción de pilas de combustible. Los métodos actuales de rodaje requieren entre dos y ocho horas para activar completamente una pila de pilas de combustible.
El objetivo del proyecto de investigación es acortar y simplificar el rodaje a un máximo de 60 minutos o el uno por ciento de los costes totales de producción mediante conceptos innovadores. Para ello, se deben considerar y coordinar de manera óptima las relaciones entre la producción del componente clave, el conjunto de electrodos de membrana, el diseño de la pila y las condiciones de funcionamiento en el momento del rodaje.
Los proyectos «BI-FIT» (Break-In for Fuel Cells Initializing and Testing) y «TiKaBe» (desarrollo de tintas para el recubrimiento de catalizadores de pilas de combustible) están financiados en el marco del Programa Nacional de Innovación en Tecnología de Hidrógeno y Pilas de Combustible con un importe total de 1.015.210,00 euros y 1.344 738,00 euros financiados por el Ministerio Federal de Asuntos Digitales y Transportes. La directriz de financiación está coordinada por NOW GmbH y ejecutada por la agencia de gestión de proyectos Jülich (PtJ).