Ve vodíkové laboratoři Fraunhofer ILT prezentují výzkumníci celou procesní řetězce – od simulace přes testy až po výrobu komponentů a systémů pro vodíkovou technologii.
Celosvětová průmyslová poptávka po udržitelně vyráběném vodíku neustále roste. V současnosti však chybí dostatečné množství elektrolyzérů k efektivní přeměně zelené energie na vodík. Pouze s škálovatelnou, výkonnou elektrolyzérskou technologií využijeme plný potenciál obnovitelných energií.
V říjnu 2025 zahájil výzkumný projekt „KI-podporované svařování a řezání mřížek při efektivní výrobě elektrolyzérů“ (KISSSEs). Cílem společného projektu je vyvinout technologii, která umožní levnější výrobu elektrolyzérů. Místo drahých, vzácnými kovy potažených mřížek usilují výzkumníci Fraunhofer ILT a dvou regionálních partnerů o použití laserem svařovaných mřížek s co nejvyšší elektrickou vodivostí.
Výzkumníci na Fraunhofer ILT identifikují s pomocí umělé inteligence (AI) optimální body pro laserové svařování v komplexních mřížkách a tím zlepšují vodivost. Přesné svařování těchto bodů laserem výrazně snižuje elektrické přechodové odpory v titanových mřížkách a nahrazuje drahé povlaky z vzácných kovů. Procesy laserového řezání řízené AI navíc optimalizují hrany, které dále zvyšují účinnost elektrolyzérů.
„Naše AI modely rozpoznávají i při nepravidelných geometriích mřížek optimální svařovací body a umožňují tak reprodukovatelné kontakty s nižším odporem,“ vysvětluje Zhiheng Ye, expertka na vodík na Fraunhofer ILT. „Tím vytváříme základ pro škálovatelnou a racionální výrobu elektrolyzérů.
PEM-elektrolyzér
Technologie adresovaná v projektu využívá protonově výměnnou membránu (PEM) pro elektrolyzi. Při tomto procesu odděluje protonově vodivá membrána vodu elektrochemicky na vodík a kyslík. Slouží zároveň jako elektrolyt a plynová bariéra, což umožňuje kompaktní, dynamicky regulovatelný provoz.
Systémy protonově výměnné membrány se vyznačují vysokou výkonovou hustotou, krátkými odezvovými časy a vynikající schopností částečného zatížení, což usnadňuje jejich použití zejména v kombinaci s kolísajícími obnovitelnými zdroji energie. PEM moduly projektového partnera iGas energy produkují až 260 normálních kubických metrů vodíku za hodinu. To odpovídá objemu velkého horkovzdušného balónu. Možnost propojení modulů zajišťuje škálovatelnost výkonu.
Regionální přidaná hodnota
V projektu spolupracuje Fraunhofer ILT jednak s iGas energy. Inženýrská a vodíková společnost vyvinula s Green Electrolyzer modulární vysokotlakou elektrolyzační jednotku založenou na PEM a také škálovatelnou platformu PEM stack s názvem ELZA.
Na druhé straně se podílí dLS LichtSchneiderei, spin-off Fraunhofer ILT specializující se na precizní výrobu s důrazem na laserovou a obráběcí techniku pro bipolární desky v oblasti palivových článků a vodíkové technologie.
Fraunhofer ILT zodpovídá za vývoj a optimalizaci laserových svařovacích a řezacích procesů v rámci KISSSEs a za AI modely pro rozpoznávání struktur. iGas energy dodává elektrochemickou systémovou odbornost, vyvíjí modely toku a buněk a validuje komponenty v elektrolyzačním provozu. dLS LichtSchneiderei převádí řezné parametry do průmyslové výroby, vyrábí vzorové díly a doprovází přenos na výrobní zařízení.
„Vodík je důležitou součástí různých sektorů v Německu a měl by být v budoucnu vyráběn -zeleně-. PEM elektrolyzační technologie zde představuje klíčovou technologii,“ zdůrazňuje Karl-Heinz Lentz, generální ředitel iGas energy. „Zavedení tohoto procesu a příslušného hodnotového řetězce může přispět k úspěšnému strukturnímu přechodu v oblasti Rýnského revíru.
Tato úzká regionální spolupráce v Rýnském revíru posiluje technologickou základnu konkurenceschopné vodíkové ekonomiky a stanovuje standardy pro inovativní, místně zakotvené hodnotové sítě v energetickém sektoru.
KISSSEs je financován v rámci programu DigiRess zemí Severní Porýní-Vestfálsko a Spolkovým ministerstvem životního prostředí, ochrany klimatu, přírody a jaderné bezpečnosti.
Kontakt:
