Nella ricerca della densità di potenza, Schaeffler ha congegnato piastre bipolari metalliche per stack di celle a combustibile Pem, con membrane a scambio protonico, che incrementano di circa il 20% la densità di potenza degli stack realizzati con piastre della generazione precedente. 

Schaeffler ha concepito un “coating” che incrementa la durata delle piastre bipolari

Tutti i sistemi di celle a combustibile si basano su piastre bipolari, ma le piastre sviluppate da Schaeffler presentano un nuovo design ottimizzato per la produzione in grande serie e sfruttano un processo di rivestimento innovativo per una maggiore durata delle celle a combustibile. Inoltre, gli stack realizzati utilizzando le nuove piastre Schaeffler raggiungono una densità di potenza superiore di circa il 20% rispetto a quella degli stack realizzati utilizzando piastre della generazione precedente. «Per quanto riguarda i sistemi di azionamento per i veicoli commerciali, Schaeffler sta investendo anche nell’idrogeno, soprattutto per le applicazioni a lungo raggio. Stiamo sviluppando sia singoli componenti che sottosistemi completi per le celle a combustibile e ci stiamo preparando per la loro industrializzazione su larga scala,» afferma Matthias Zink, CEO Automotive Technologies di Schaeffler.

 Si va in produzione!

In un impianto di produzione pilota appositamente costruito a Herzogenaurach, l’azienda sta producendo le nuove piastre in serie fino a diverse decine di migliaia di unità, destinate ai costruttori di veicoli internazionali per la produzione di prototipi e piccole serie. L’impianto, completamente automatizzato, fa parte del centro di eccellenza Schaeffler per l’idrogeno, un complesso che comprende anche una vasta gamma di strumentazione di testing. L’impianto è stato progettato in modo da poter essere utilizzato anche per la produzione di grandi piastre, come quelle utilizzate per gli elettrolizzatori. In questo modo, Schaeffler garantisce sia il movimento sostenibile che la fornitura sostenibile di idrogeno verde. Grazie alla sua esperienza nei sistemi, Schaeffler è anche in grado di collaborare con i clienti per sviluppare piastre bipolari e componenti personalizzati per i sistemi di celle a combustibile. All’inizio del 2024 Schaeffler avvierà la produzione di piastre bipolari sotto il nome di Innoplate, grazie alla joint venture con Symbio, ad Hagenau in Francia.

A cosa servono le piastre bipolari di Scaheffler?

Svolgono una serie di funzioni vitali, tra cui quella di fornire canali per la separazione e la distribuzione dei gas di processo e del refrigerante e per la rimozione dell’acqua risultante dalla reazione chimica. «Schaeffler ha sviluppato un design innovativo che sfrutta in modo ottimale la superficie della piastra», ha spiegato Jochen Schröder, Head E-Mobility di Schaeffler. «Quanto più fini e precise sono le strutture della piastra bipolare, tanto più efficiente è la piastra». Le nuove piastre di Schaeffler consentono una densità di potenza dello stack delle celle a combustibile di 4,6 kW per litro di volume di cella a combustibile (comprese le piastre terminali e l’hardware di compressione). Per le applicazioni automobilistiche, diverse centinaia di queste piastre vengono sovrapposte, ciascuna separata da un gruppo di elettrodi a membrana (Mea, Membrane electrode assembly), per formare uno stack. Le piastre rappresentano fino all’80% del peso dello stack e fino al 65% del suo volume. Gli stack che comprendono fino a 400 unità di queste celle hanno una potenza totale di 140 kW, sufficiente per i veicoli commerciali leggeri. I veicoli commerciali pesanti fino a 40 tonnellate richiedono generalmente due stack.

piastre bipolari Schaeffler

SCHAEFFLER E IL 4.0. CON IBM

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