En el laboratorio de hidrógeno del Fraunhofer ILT, los investigadores presentan toda la cadena de procesos: desde la simulación hasta las pruebas y la fabricación de componentes y sistemas para la tecnología del hidrógeno.
La demanda industrial mundial de hidrógeno producido de manera sostenible está creciendo constantemente. Sin embargo, actualmente no hay suficientes electrolizadores para convertir eficientemente la energía verde en hidrógeno. Solo con tecnología de electrolizadores escalables y potentes podemos aprovechar todo el potencial de las energías renovables.
En octubre de 2025, comenzó el proyecto de investigación 'Soldadura y corte asistidos por IA de rejillas de tracción para la fabricación eficiente de electrolizadores' (KISSSEs). El objetivo del proyecto conjunto es desarrollar una tecnología que permita una fabricación más económica de electrolizadores. En lugar de rejillas recubiertas de metales preciosos costosos, los investigadores del Fraunhofer ILT y dos socios regionales buscan utilizar rejillas soldadas con láser con la mayor conductividad eléctrica posible.
Los investigadores del Fraunhofer ILT identifican con inteligencia artificial (IA) los puntos óptimos para la soldadura láser en rejillas complejas, mejorando así la conductividad. La soldadura precisa de estos puntos con láser reduce significativamente las resistencias de transición eléctrica en rejillas de titanio y reemplaza los costosos recubrimientos de metales preciosos. Además, los procesos de corte láser asistidos por IA optimizan los bordes, lo que aumenta aún más la eficiencia de los electrolizadores.
'Nuestros modelos de IA reconocen incluso en geometrías de rejillas de tracción irregulares los puntos de soldadura óptimos, lo que permite contactos reproducibles con menor resistencia', explica Zhiheng Ye, experta en hidrógeno en el Fraunhofer ILT. 'Con esto, establecemos la base para una producción de electrolizadores escalable y eficiente en recursos.'
Electrólisis PEM
La tecnología abordada en el proyecto utiliza una membrana de intercambio de protones (PEM) para la electrólisis. En este proceso, la membrana conductora de protones separa el agua electroquímicamente en hidrógeno y oxígeno. También sirve como electrolito y barrera de gas, lo que permite un funcionamiento compacto y dinámicamente regulable.
Los sistemas de membrana de intercambio de protones se caracterizan por una alta densidad de potencia, tiempos de respuesta cortos y excelente capacidad de carga parcial, lo que favorece su uso, especialmente en combinación con fuentes de energía renovables fluctuantes. Los apilamientos de PEM del socio del proyecto iGas energy producen hasta 260 metros cúbicos normales de hidrógeno por hora. Esto equivale al volumen de un gran globo de aire caliente. La acoplabilidad de los apilamientos garantiza la escalabilidad de la potencia.
Creación de valor regional
En el proyecto, el Fraunhofer ILT colabora con iGas energy. La empresa de ingeniería y hidrógeno ha desarrollado con el Electrolizador Verde una planta de electrólisis modular de alta presión basada en PEM, así como una plataforma de apilamiento PEM escalable llamada ELZA.
Por otro lado, participa dLS LichtSchneiderei, un spin-off del Fraunhofer ILT especializado en fabricación de precisión con un fuerte enfoque en tecnología láser y de mecanizado para placas bipolares en la tecnología de pilas de combustible y de hidrógeno.
El Fraunhofer ILT es responsable en KISSSEs del desarrollo y optimización de los procesos de soldadura y corte basados en láser, así como de los modelos de IA para el reconocimiento de estructuras. iGas energy aporta la competencia en sistemas electroquímicos, desarrolla modelos de flujo y celdas y valida los componentes en operación de electrólisis. dLS LichtSchneiderei transfiere los parámetros de corte a la fabricación industrial, produce piezas de muestra y acompaña la transferencia a las instalaciones de producción.
'El hidrógeno es un componente importante de diversos sectores en Alemania y debe ser producido de manera 'verde' en el futuro. La electrólisis PEM representa aquí una tecnología clave central.', enfatiza Karl-Heinz Lentz, director general de iGas energy. 'La ubicación de este proceso y de la cadena de creación de valor asociada puede contribuir de manera decisiva a la exitosa transformación estructural en la región del Rin.'
Esta estrecha cooperación regional en la región del Rin fortalece la base tecnológica de una economía del hidrógeno competitiva y establece estándares para redes de creación de valor innovadoras y localmente arraigadas en el sector energético.
KISSSEs es financiado en el marco del programa DigiRess por el estado de Renania del Norte-Westfalia y el Ministerio Federal de Medio Ambiente, Protección del Clima, Conservación de la Naturaleza y Seguridad Nuclear.
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