У водневій лабораторії Інституту Фраунгофера ILT дослідники демонструють всю процесуальну ланцюг – від моделювання до тестування та виробництва компонентів і систем для водневої технології.
Світовий промисловий попит на стійко вироблений водень постійно зростає. Однак наразі не вистачає достатньої кількості електролізерів для ефективного перетворення зеленого електричного струму на водень. Лише з масштабованою, потужною електролізною технологією ми можемо реалізувати весь потенціал відновлювальних джерел енергії.
У жовтні 2025 року розпочався дослідницький проект «Підтримуване штучним інтелектом зварювання та різання стрічкових решіток при ефективному виробництві електролізерів» (KISSSEs). Метою спільного проекту є розробка технології, яка дозволяє більш економічне виробництво електролізерів. Замість дорогих, покритих дорогоцінними металами решіток, дослідники Інституту Фраунгофера ILT та двох регіональних партнерів прагнуть використовувати лазерно зварені решітки з максимальною електричною провідністю.
Дослідники Інституту Фраунгофера ILT за допомогою штучного інтелекту (ШІ) визначають оптимальні точки для лазерного зварювання в складних решітках, таким чином покращуючи провідність. Точне зварювання цих точок лазером значно знижує електричні перехідні опори в титанових стрічкових решітках і замінює дорогі покриття з дорогоцінних металів. Процеси лазерного різання, підтримувані ШІ, також оптимізують краї, що далі підвищує ефективність електролізерів.
«Наші моделі ШІ навіть при нерегулярних геометріях стрічкових решіток визначають оптимальні зварювальні точки і тим самим забезпечують відтворювані контакти з меншим опором», - пояснює Жіхенг Є, експертка з водню в Інституті Фраунгофера ILT. «Таким чином, ми закладаємо основу для масштабованого та ресурсоефективного виробництва електролізерів.
PEM-електроліз
Технологія, що розглядається в проекті, використовує протоннообмінну мембрану (PEM) для електролізу. У цьому процесі протонопровідна мембрана електрохімічно розділяє воду на водень і кисень. Вона одночасно служить електролітом і газовою бар'єрою, що дозволяє компактну, динамічно регульовану роботу.
Системи протоннообмінних мембран характеризуються високою потужністю, короткими часами реакції та відмінною частковою навантажуваністю, що сприяє їх використанню, особливо в поєднанні з коливними відновлювальними джерелами енергії. PEM-стеки проектного партнера iGas energy виробляють до 260 нормокубічних метрів водню на годину. Це відповідає обсягу великого повітряного кулі. Можливість з'єднання стеків забезпечує масштабування потужності.
Регіональне створення вартості
У проекті Інститут Фраунгофера ILT співпрацює з iGas energy. Інженерна та воднева компанія розробила модульну високонапірну електролізерну установку на основі PEM з назвою Green Electrolyzer, а також масштабовану платформу PEM-стеків з назвою ELZA.
По-друге, участь бере dLS LichtSchneiderei, спін-оф Інституту Фраунгофера ILT, що спеціалізується на прецизійній обробці з сильним акцентом на лазерну та обробну техніку для біполярних пластин у паливних елементах і водневій техніці.
Інститут Фраунгофера ILT відповідає за розробку та оптимізацію лазерних зварювальних і різальних процесів, а також моделей ШІ для розпізнавання структур у KISSSEs. iGas energy надає електрохімічну системну компетенцію, розробляє моделі потоку та клітин і валідує компоненти в електролізному режимі. dLS LichtSchneiderei переносить параметри різання в промислове виробництво, виготовляє зразкові деталі та супроводжує передачу на виробничі установки.
«Водень є важливою складовою різних секторів у Німеччині і в майбутньому має бути вироблений -зеленим-. PEM-електроліз є тут центральною ключовою технологією», - підкреслює Карл-Хайнц Ленц, генеральний директор iGas energy. «Впровадження цього процесу та відповідної ланцюга створення вартості може зробити вирішальний внесок у успішну структурну трансформацію в Рейнському регіоні.»
Ця тісна регіональна співпраця в Рейнському регіоні зміцнює технологічну базу конкурентоспроможної водневої економіки та встановлює стандарти для інноваційних, локально закріплених мереж створення вартості в енергетичному секторі
KISSSEs фінансується в рамках програми DigiRess урядом Північного Рейну-Вестфалії та Федеральним міністерством навколишнього середовища, захисту клімату, охорони природи та ядерної безпеки.
Контакт:
