ZSW Ulm confía en ZwickRoell para la investigación de pilas de combustible y baterías

La fundación sin ánimo de lucro «Centro de Investigación sobre Energía Solar e Hidrógeno Baden-Württemberg» (ZSW) se creó en 1988 con sedes en Stuttgart y Ulm. Su objetivo: Su misión es aplicar los resultados de la investigación básica con mayor rapidez en el campo de las energías renovables y la conversión electroquímica de la energía en aplicaciones comercializables y transferirlos a la industria.

El ZSW es actualmente uno de los principales institutos de investigación alemanes, con unos 350 empleados y 100 estudiantes en Stuttgart y Ulm. El ZSW lleva a cabo investigaciones orientadas a la empresa en el campo de las tecnologías energéticas sostenibles, como la energía eólica, la fotovoltaica, las baterías, el hidrógeno, las pilas de combustible y el asesoramiento político. La fábrica de investigación sobre hidrógeno y pilas de combustible (HyFaB), centrada en la tecnología de fabricación de pilas de combustible y el ensayo de pilas de combustible y componentes, así como el centro de investigación de baterías (eLaB), centrado en las tecnologías del litio y el post-litio, se encuentran en Ulm.

La HyFaB combina ciencia e industria para avanzar en la producción industrial de pilas de combustible. «Nuestra investigación abarca desde el desarrollo de materiales y componentes hasta la integración de sistemas, la validación y los procesos de reciclado. Especializados en pilas de combustible de tipo PEM de hasta 150 kilovatios, operamos desde 2001 nuestro centro de ensayos líder en Europa, con unos 50 bancos de ensayos totalmente automatizados de hasta 250 kilovatios», afirma el Prof. Dr. Markus Hölzle, miembro de la junta directiva de ZSW y director de la división de Tecnologías electroquímicas de la energía. Además, en Ulm se realiza la aceptación de estaciones de servicio de hidrógeno y se ensayan probetas de hidrógeno en el laboratorio de calidad del hidrógeno HyLaB, creado específicamente para este fin.

Ensayos mecánicos, eléctricos y térmicos de materiales para pilas de combustible en HyFaB

En la fábrica de investigación para hidrógeno y pilas de combustible (HyFaB) de Ulm, las máquinas de ensayos de ZwickRoell se emplean principalmente para ensayos mecánicos, eléctricos y térmicos de materiales de pilas de combustible. La caracterización es relevante tanto en la dirección transversal (TP) como en la dirección interna (IP). Para ello, a veces se realizan ensayos de presión, compresión, tracción, flexión y cizalladura. En el ámbito de la investigación de la producción (ECP), por ejemplo, se comprueba la adherencia de los revestimientos de material activo de los acumuladores sobre láminas de cobre y aluminio.

Dado que, en particular, las capas de difusión de gas son muy finas (aprox. 200 µm) y muy compresibles (hasta un 50 % en el punto de funcionamiento), la realización de los ensayos plantea una serie de retos:

El recorrido debe medirse con gran precisión, idealmente en el rango de µm. Además, las finas capas de GDL con corrientes eléctricas y flujos de calor típicos de las pilas de combustible sólo producen pequeñas diferencias de potencial y temperatura. El ensayo de materiales de pilas de combustible también requiere de unas condiciones especiales: Las mediciones deben realizarse a temperaturas entorno a los 80 °C (y hasta 160 °C) y, en ocasiones, con humedades relativas de hasta el 100%.