SKZ i ZBT opracowują zgrzewanie płyt bipolarnych

SKZ Plastics Center oraz ZBT, Center for Fuel Cell Technology GmbH, uruchomiły projekt badawczy SCoPE, którego celem jest opracowanie jednoetapowego procesu zgrzewania płyt bipolarnych. Celem jest stworzenie ekonomicznego i efektywnego rozwiązania produkcyjnego, szczególnie dla małych i średnich przedsiębiorstw. Płyty bipolarne mają istotny wpływ na koszt, masę i gęstość mocy ogniw paliwowych. W ramach projektu bipolarne półpłyty wykonane z wysoko napełnionych compoundów polimerowych mają być wytwarzane metodą wytłaczania folii, a następnie wytłaczane reliefowo. Te cienkościenne elementy, o grubości ścianki poniżej 0,5 mm, mają być następnie łączone w funkcjonalne, szczelne dla mediów płyty bipolarne z użyciem procesu zgrzewania opracowanego w trakcie projektu.

Łączenie bez materiałów dodatkowych

Centralnym elementem SCoPE jest opracowanie i ocena szybkiego, jednoetapowego procesu łączenia, który nie wymaga materiałów dodatkowych, takich jak kleje. W projekcie zostaną wykorzystane istniejące technologie, w tym zgrzewanie kontaktowe cieplne, zgrzewanie impulsem cieplnym oraz zgrzewanie ultradźwiękowe. Zostanie wskazany proces zgrzewania o najwyższym potencjale zastosowania, a jego parametry procesowe zostaną zoptymalizowane pod kątem szczególnych wymagań materiałów wysoko napełnionych.

Prace koncentrują się w szczególności na wyzwaniach związanych z wysoką zawartością napełniaczy, w tym sadzy i grafitu. Projekt ma na celu znaczną poprawę stabilności mechanicznej i chemicznej połączeń, a także przewodności elektrycznej i cieplnej w miejscach łączenia. Opracowane podejścia mają również zostać zwalidowane z wykorzystaniem demonstratora istotnego z punktu widzenia przemysłu.

„Dzięki SCoPE chcemy opracować solidny i ekonomiczny proces łączenia, który szczególnie MŚP ułatwi wejście w masową produkcję płyt bipolarnych” - wyjaśnia dr Lisa Stiegler, Senior Scientist w SKZ w grupie Thermal Joining. „W ten sposób chcemy stworzyć podstawy do szerszego przemysłowego wdrożenia technologii ogniw paliwowych”.

Wkład w technologię wodorową

Oprócz kompetencji SKZ w zakresie łączenia, ZBT wnosi do projektu doświadczenie w opracowywaniu compoundów, wytłaczaniu oraz testowaniu stosów. Dodatkowe wsparcie dla prac zapewnia komitet projektowy obejmujący przedsiębiorstwa z całego łańcucha wartości.

SCoPE ma stworzyć podstawy do dalszego rozwoju technologii wodorowej oraz do otwarcia nowego potencjału rynkowego dla przetwórstwa tworzyw sztucznych i budowy maszyn.