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ZSW Ulm は燃料電池とバッテリーの研究においてツビックローエルを信頼しています

ケーススタディ

  • 顧客: ウルムの太陽エネルギーと水素研究センター(ZSW)
  • 位置: ドイツ、ウルム
  • 産業: エネルギー
  • トピック: ウルムのZSWが燃料電池と電池材料を試験

2024年7月

バーデン・ヴュルテンベルク州太陽エネルギー・水素研究センター(ZSW)は、ウルムの燃料電池研究工場(HyFaB)で、燃料電池の製造技術と燃料電池材料、特にガス拡散層(GDL)、バイポーラプレート(BPP)、ポリマー電解質膜(PEM)の特性に関する研究を行っています。

タスク コンピテンシー ソリューション 結果 製品

ウルムのZSWのHyFaB

非営利財団であるバーデン・ヴュルテンベルク州太陽エネルギー・水素研究センター (ZSW) は、ドイツのシュトゥットガルトとウルムに1988年に設立されました。目的:再生可能エネルギーと電気化学エネルギー変換の分野における基礎研究の成果を市場性のあるアプリケーションに転換し、それを産業に移転すること。

ZSWは現在、シュトゥットガルトとウルムに約350人の従業員と100人の学生を擁するドイツ有数の研究機関の1つです。ZSW は、風力エネルギー、太陽光発電、バッテリー、水素、燃料電池、政策コンサルティングなど、持続可能なエネルギー技術の分野でビジネス指向の研究を行っています。燃料電池製造技術と燃料電池およびコンポーネントのテストに重点を置いた水素燃料電池研究工場 (HyFaB) と、リチウムおよびポストリチウム技術に重点を置いたバッテリー研究センター (eLaB) は、ウルムにあります。

HyFaB は、科学と産業を融合して燃料電池の工業生産を推進しています。「当社の研究は、材料およびコンポーネントの開発からシステム統合、検証、リサイクルプロセスまで多岐にわたります。最大150 キロワットのPEM 燃料電池スタックを専門とする当社は、2001 年以来、最大250キロワットの完全自動化テストスタンドを50台近く備えた欧州有数のテストセンターを運営しています」と、ZSW の取締役で電気化学エネルギー技術部門の責任者である Markus Hölzle 教授は述べています。さらに、ウルムでは水素充填ステーションの検査が行われ、この目的のために特別に設置された HyLaB 水素品質研究所で水素サンプルが分析されます。

ツビックローエルのトップコンピテンシー

  • 信頼性のある試験機
  • 新しい試験方法の開発のサポート
  • µm 範囲での高い測定精度
  • 信頼できる研究パートナー
  • 包括的なツビックローエルサービスポートフォリオ

タスク

HyFaBでの燃料電池材料の機械的、電気的、および熱的試験

ウルムの水素燃料電池研究工場 (HyFaB) では、ツビックローエル試験機が主に燃料電池材料の機械的、電気的、および熱的試験に使用されています。特性評価は、平面 (TP) 方向と平面 (IP) 方向の両方で行われます。この目的で、圧力、圧縮、引張、曲げ、およびせん断試験が行われることがあります。たとえば、生産研究 (ECP) の分野では、銅箔およびアルミ箔への蓄電池活性物質コーティングの接着性が試験されます。

特にガス拡散層は非常に薄く(約 200 µm)、圧縮性も高い(動作点で最大 50 パーセント)ため、試験を実行する際にはいくつかの課題があります。

経路は、理想的には µm の範囲で非常に正確に測定する必要があります。さらに、燃料電池に典型的な電流と熱流を伴う薄い GDL 層では、電位差または温度差はわずかです。燃料電池材料のテストには、特別な試験条件も必要です。測定は、約 80℃(最大 160℃)の温度で、場合によっては最大100パーセントの相対湿度で実行する必要があります。

ツビックローエルのソリューション

ZSW ウルム:稼働中のツビックローエルAllroundLineおよびzwickiLine試験機

燃料電池材料の特性評価における ZSWとツビックローエルの協力は、5 kN の力範囲のAllroundLine (Z005) の購入から始まりました。その後、変位測定用の温度チャンバーとビデオ伸び計が追加されました。さらに、2つの試験エリアを備えた、力範囲 10 kN (Z010) の AllroundLine と力範囲 50 kN (Z050) の AllroundLineも調達されました。Z050の1つの試験エリアでは、ツビックローエルが開発したGDL測定装置が使用されています。

バッテリー材料のテストには、力範囲5 kNの2台のzwickiLine試験機が使用されています。これらの試験機の1台には、キャリアフォイルへのコーティングの接着性をテストするための装置が含まれています。ZSWは、今後も試験機メーカーとの協力関係を継続する予定です。「ツビックローエルは、ソリューションの信頼性と高い測定精度、そして優れたカスタマーサービスに自信を持っています。私たちにとって特に有利なのは、お互いの距離が近いことです。ツビックローエルは、私たちの分野でソリューションをさらに開発することに注力しており、それが私たちにとってもメリットになっています」とヘルツレ氏は言います。

ツビックローエルによる燃料電池試験の詳細

結果

水素技術の未来への取り組み
将来の水素経済は、この分野の主要技術とみなされている燃料電池に大きく依存しています。ドイツの水素および燃料電池技術の分野における主要な研究機関として、ウルムのZSWは、これらの技術の継続的な開発において重要な役割を果たしています。ツビックローエルは、試験機でこの革新的な研究をサポートしており、今後もグリーン水素のさらなる開発に大きな関心を示し続けます。

ツビックローエルでのその他の水素試験

「ツビックローエルは、当社の材料の試験方法をさらに開発することに積極的に取り組んでおり、これは現在、他の試験機メーカーの中で際立った、珍しい立場にあります。私たちの観点からすると、これは相互協力による継続的な開発の大きな可能性を示しています。」

ZSW 取締役兼電気化学エネルギー技術部門長、Markus Hölzle 教授

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