În laboratorul de hidrogen al Fraunhofer ILT, cercetătorii prezintă întreaga lanț de procese - de la simulare la teste și până la fabricarea componentelor și sistemelor pentru tehnologia hidrogenului.
Cererea industrială globală pentru hidrogenul produs în mod sustenabil crește constant. Cu toate acestea, în prezent, există o lipsă de electrolizoare suficiente pentru a transforma eficient energia electrică verde în hidrogen. Numai cu tehnologia de electroliză scalabilă și performantă putem valorifica pe deplin potențialul energiilor regenerabile.
În octombrie 2025, a început proiectul de cercetare „Sudarea și tăierea cu suportul AI a plaselor de întindere pentru fabricarea eficientă a electrolizoarelor” (KISSSEs). Scopul proiectului comun este dezvoltarea unei tehnologii care să permită fabricarea electrolizoarelor la un cost mai mic. În loc de plasă acoperită cu metale prețioase, cercetătorii de la Fraunhofer ILT și doi parteneri regionali urmăresc utilizarea plaselor sudate cu laser cu conductivitate electrică cât mai mare.
Cercetătorii de la Fraunhofer ILT identifică cu ajutorul inteligenței artificiale (AI) punctele optime pentru sudarea cu laser în plasă complexe și îmbunătățesc astfel conductivitatea. Sudarea precisă a acestor puncte cu laser reduce semnificativ rezistențele de tranziție electrică în plasă de titan și înlocuiește acoperirile costisitoare cu metale prețioase. Procesele de tăiere cu laser asistate de AI optimizează de asemenea marginile, care cresc eficiența electrolizoarelor.
„Modelele noastre AI recunosc chiar și în cazul geometriei neregulate a plaselor de întindere punctele de sudură optime și permit astfel contactări reproducibile cu o rezistență mai mică”, explică Zhiheng Ye, expert în hidrogen la Fraunhofer ILT. „Astfel, creăm baza pentru o producție de electrolizoare scalabilă și eficientă din punct de vedere al resurselor.”
Electroliza PEM
Tehnologia abordată în proiect utilizează o membrană de schimb de protoni (PEM) pentru electroliză. În acest proces, membrana conducătoare de protoni descompune electrochimic apa în hidrogen și oxigen. Aceasta servește în același timp ca electrolit și barieră de gaz, permițând astfel o funcționare compactă, reglată dinamic.
Sistemele cu membrană de schimb de protoni se caracterizează prin densitate mare de putere, timpi de reacție scurți și capacitate excelentă de sarcină parțială, ceea ce facilitează utilizarea lor în special în combinație cu surse de energie regenerabilă fluctuante. Stivele PEM ale partenerului de proiect iGas energy generează până la 260 de metri cubi normali de hidrogen pe oră. Aceasta corespunde volumului unei mari baloane cu aer cald. Capacitatea de conectare a stivelor asigură scalarea puterii.
Crearea de valoare regională
În proiect, Fraunhofer ILT colaborează cu iGas energy. Compania de inginerie și hidrogen a dezvoltat cu Electrolizorul Verde o instalație de electroliză modulară de înaltă presiune bazată pe PEM și o platformă de stivă PEM scalabilă cu numele de produs ELZA.
De asemenea, dLS LichtSchneiderei este implicată, un spin-off specializat în fabricarea de precizie al Fraunhofer ILT, cu un accent puternic pe tehnologia laser și tehnologia de prelucrare pentru plăci bipolare în tehnologia celulelor de combustie și hidrogen.
Fraunhofer ILT este responsabil pentru dezvoltarea și optimizarea proceselor de sudare și tăiere bazate pe laser în cadrul KISSSEs, precum și pentru modelele AI pentru recunoașterea structurii. iGas energy furnizează competența sistemului electrochimic, dezvoltă modele de flux și celule și validează componentele în funcționarea electrolizei. dLS LichtSchneiderei transferă parametrii de tăiere în producția industrială, fabrică piese de probă și însoțește transferul pe instalațiile de producție.
„Hidrogenul este o componentă importantă a diverselor sectoare din Germania și ar trebui să fie produs în viitor - verde. Electroliza PEM reprezintă o tehnologie cheie centrală în acest sens.”, subliniază Karl-Heinz Lentz, directorul general al iGas energy. „Stabilirea acestui proces și a lanțului de valoare asociat poate contribui semnificativ la transformarea structurală de succes în regiunea Rinului.”
Această cooperare regională strânsă în regiunea Rinului întărește baza tehnologică a unei economii de hidrogen competitive și stabilește standarde pentru rețelele inovatoare de creare a valorii ancorate local în sectorul energetic.
KISSSEs este finanțat în cadrul programului DigiRess de către statul Nordrhein-Westfalen și Ministerul Federal pentru Mediu, Protecția Climei, Protecția Naturii și Siguranța Nucleară.
Contact:
