U laboratoriju za vodik Fraunhofer ILT istraživači predstavljaju cijeli procesni lanac – od simulacije preko testiranja do proizvodnje komponenti i sustava za vodikovu tehnologiju.
Globalna industrijska potražnja za održivo proizvedenim vodikom stalno raste. Međutim, trenutno nedostaje dovoljno elektrolizera za učinkovitu pretvorbu zelene energije u vodik. Samo s skalabilnom, snažnom tehnologijom elektrolize možemo iskoristiti puni potencijal obnovljivih izvora energije.
U listopadu 2025. započeo je istraživački projekt „KI-podržano zavarivanje i rezanje rešetki za učinkovitu proizvodnju elektrolizera“ (KISSSEs). Cilj zajedničkog projekta je razvoj tehnologije koja omogućava jeftiniju proizvodnju elektrolizera. Umjesto skupih rešetki prekrivenih plemenitim metalima, istraživači Fraunhofer ILT-a i dva regionalna partnera teže korištenju laserski zavarivanih rešetki s što višom električnom vodljivošću.
Istraživači na Fraunhofer ILT-u koriste umjetnu inteligenciju (AI) za identifikaciju optimalnih točaka za lasersko zavarivanje u složenim rešetkama, čime poboljšavaju vodljivost. Precizno zavarivanje ovih točaka laserom značajno smanjuje električne prijelazne otpornosti u titanskim rešetkama i zamjenjuje skupe premazane plemenitim metalima. AI-podržani laserski procesi rezanja također optimiziraju rubove, što dodatno povećava učinkovitost elektrolizera.
„Naši AI modeli prepoznaju optimalne točke zavarivanja čak i kod nepravilnih geometrija rešetki, omogućujući reproducibilne kontakte s manjim otporom“, objašnjava Zhiheng Ye, stručnjakinja za vodik na Fraunhofer ILT-u. „Time postavljamo temelje za skalabilnu i resursno učinkovitu proizvodnju elektrolizera.
PEM-elektroliza
Tehnologija obrađena u projektu koristi protonsku membranu za izmjenu (PEM) za elektrolizu. U ovom postupku, protonno vodljiva membrana elektrohemijski razdvaja vodu na vodik i kisik. Ona služi kao elektrolit i barijera za plin, omogućujući tako kompaktan, dinamički reguliran rad.
Sistemi protonskih membrana karakteriziraju se visokom gustoćom snage, kratkim vremenima odziva i izvrsnom sposobnošću rada pri djelomičnom opterećenju, što potiče njihovu upotrebu posebno u kombinaciji s fluktuirajućim obnovljivim izvorima energije. PEM stackovi projektnih partnera iGas energy proizvode do 260 normakubnih metara vodika po satu. To odgovara volumenu velikog vrućeg balona. Mogućnost povezivanja stackova osigurava skaliranje snage.
Regionalna dodana vrijednost
U projektu Fraunhofer ILT surađuje s iGas energy. Inženjerska i vodikova tvrtka razvila je modularnu visoko tlak PEM elektroliznu instalaciju s Green Electrolyzer, kao i skalabilnu PEM stack platformu pod nazivom ELZA.
S druge strane, uključena je i dLS LichtSchneiderei, spin-off Fraunhofer ILT-a specijaliziran za preciznu proizvodnju s jakim fokusom na lasersku i obrambenu tehnologiju za bipolarne ploče u tehnologiji gorivih ćelija i vodika.
Fraunhofer ILT odgovoran je za razvoj i optimizaciju laserskih zavarivačkih i reznih procesa te AI modela za prepoznavanje struktura u KISSSEs-u. iGas energy pruža elektrohemijsku sistemsku stručnost, razvija modele protoka i ćelija te validira komponente u radu elektrolizera. dLS LichtSchneiderei prenosi parametre rezanja u industrijsku proizvodnju, proizvodi uzorke i prati prijenos na proizvodne sustave.
„Vodik je važan sastojak različitih sektora u Njemačkoj i u budućnosti će se proizvoditi -zeleno-. PEM-elektroliza predstavlja ključnu tehnologiju ovdje“, naglašava Karl-Heinz Lentz, direktor iGas energy. „Uspostavljanje ovog postupka i pripadajućeg lanca dodane vrijednosti može značajno doprinijeti uspješnoj strukturnoj promjeni u Rajnskoj regiji.
Ova bliska regionalna suradnja u Rajnskoj regiji jača tehnološku osnovu konkurentne vodikove ekonomije i postavlja standarde za inovativne, lokalno ukorijenjene mreže dodane vrijednosti u energetskom sektoru.
KISSSEs se financira u okviru programa DigiRess od strane zemlje Sjeverna Rajna-Vestfalija i Saveznog ministarstva za okoliš, klimatsku zaštitu, očuvanje prirode i nuklearnu sigurnost.
Kontakt:
