Au laboratoire de l'hydrogène de Fraunhofer ILT, des chercheurs présentent l'ensemble de la chaîne de processus – de la simulation aux tests jusqu'à la fabrication de composants et de systèmes pour la technologie de l'hydrogène.
La demande industrielle mondiale en hydrogène produit de manière durable augmente constamment. Cependant, il manque actuellement suffisamment d'électrolyseurs pour convertir efficacement l'électricité verte en hydrogène. Ce n'est qu'avec une technologie d'électrolyse scalable et performante que nous pouvons exploiter pleinement le potentiel des énergies renouvelables.
En octobre 2025, le projet de recherche « Soudage et découpe assistés par IA de grilles de traction pour la fabrication efficace d'électrolyseurs » (KISSSEs) a été lancé. L'objectif de ce projet collaboratif est de développer une technologie permettant une fabrication d'électrolyseurs à moindre coût. Au lieu de grilles coûteuses revêtues de métaux précieux, les chercheurs de Fraunhofer ILT et de deux partenaires régionaux visent à utiliser des grilles soudées au laser avec une conductivité électrique aussi élevée que possible.
Les chercheurs de Fraunhofer ILT identifient avec l'intelligence artificielle (IA) les points optimaux pour le soudage laser dans des grilles complexes, améliorant ainsi la conductivité. Le soudage précis de ces points avec le laser réduit significativement les résistances de contact électriques dans les grilles en titane et remplace les revêtements coûteux en métaux précieux. Les processus de découpe laser assistés par IA optimisent également les bords, augmentant encore l'efficacité des électrolyseurs.
« Nos modèles d'IA reconnaissent même dans des géométries de grilles de traction irrégulières les points de soudure optimaux, permettant ainsi des contactages reproductibles avec une résistance moindre », explique Zhiheng Ye, experte en hydrogène au Fraunhofer ILT. « Cela crée les bases d'une production d'électrolyseurs scalable et éco-efficiente.
Électrolyse PEM
La technologie abordée dans le projet utilise une membrane échangeuse de protons (PEM) pour l'électrolyse. Dans ce procédé, la membrane conductrice de protons sépare électrochimiquement l'eau en hydrogène et en oxygène. Elle sert à la fois d'électrolyte et de barrière gazeuse, permettant ainsi un fonctionnement compact et dynamiquement régulable.
Les systèmes de membranes échangeuses de protons se caractérisent par une densité de puissance élevée, des temps de réponse courts et une excellente capacité à charge partielle, ce qui favorise leur utilisation notamment en combinaison avec des sources d'énergie renouvelables fluctuantes. Les piles PEM du partenaire de projet iGas energy produisent jusqu'à 260 mètres cubes normaux d'hydrogène par heure. Cela correspond au volume d'un grand ballon à air chaud. L'interconnexion des piles garantit la mise à l'échelle de la puissance.
Création de valeur régionale
Dans le projet, Fraunhofer ILT collabore d'une part avec iGas energy. L'entreprise d'ingénierie et d'hydrogène a développé avec l'électrolyseur vert une installation d'électrolyse à haute pression modulaire basée sur la PEM ainsi qu'une plateforme de piles PEM également scalable nommée ELZA.
D'autre part, la dLS LichtSchneiderei est impliquée, un spin-off spécialisé dans la fabrication de précision du Fraunhofer ILT avec un fort accent sur la technologie laser et d'usinage pour les plaques bipolaires dans la technologie des piles à hydrogène.
Fraunhofer ILT est responsable du développement et de l'optimisation des processus de soudage et de découpe basés sur le laser dans le cadre de KISSSEs ainsi que des modèles d'IA pour la reconnaissance de structures. iGas energy fournit l'expertise systémique électrochimique, développe des modèles d'écoulement et de cellule et valide les composants en fonctionnement d'électrolyse. La dLS LichtSchneiderei transfère les paramètres de découpe dans la fabrication industrielle, produit des pièces prototypes et accompagne le transfert vers les installations de production.
« L'hydrogène est un élément important de divers secteurs en Allemagne et doit être produit à l'avenir de manière - verte -. L'électrolyse PEM représente ici une technologie clé centrale. », souligne Karl-Heinz Lentz, directeur général d'iGas energy. « L'implantation de ce procédé et de la chaîne de valeur qui l'accompagne peut contribuer de manière décisive à la transformation structurelle réussie dans la région rhénane. »
Cette coopération régionale étroite dans la région rhénane renforce la base technologique d'une économie de l'hydrogène compétitive et établit des normes pour des réseaux de création de valeur innovants et ancrés localement dans le secteur de l'énergie.
KISSSEs est soutenu dans le cadre du programme DigiRess par l'État de Rhénanie-du-Nord-Westphalie et le ministère fédéral de l'environnement, de la protection du climat, de la protection de la nature et de la sécurité nucléaire.
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