В процессе исследований в области топливных элементов и аккумуляторов компания ZSW Ulm доверяет оборудованию фирмы ZwickRoell

Некоммерческий фонд „Центр исследований солнечной энергии и водородных технологий в Баден-Вюртемберге“ (ZSW) был основан в 1988 году с офисами в Штутгарте и Ульме. Цель: ускоренное внедрение результатов фундаментальных исследований в области возобновляемых источников энергии и преобразования электрохимической энергии в коммерциализируемые сферы применения с последующей передачей в экономику.

В настоящее время ZSW является одним из ведущих немецких научно-исследовательских институтов, в котором занято около 350 сотрудников и 100 студентов в Штутгарте и Ульме. На фирме ZSW проводят бизнес-исследования в области технологий экологичной энергетики, включая ветроэнергетику, фотогальванику, аккумуляторы, водород, топливные элементы и политические консультации. В Ульме находится исследовательский завод по производству водородных и топливных элементов (HyFaB), специализирующийся на технологии изготовления топливных элементов и испытаниях блоков и компонентов BZ, и центр исследований аккумуляторных батарей (eLaB), специализирующийся на литиевых и постлитиевых технологиях.

Завод HyFaB объединяет науку с индустрией для продвижения промышленного производства топливных элементов. «Наши исследования охватывают от разработки материалов и компонентов до системной интеграции, валидации и процессов переработки. Специализируясь на блоках топливных элементов PEM мощностью до 150 кВт, мы с 2001 года управляем нашим ведущим европейским испытательным центром с 50 полностью автоматизированными стендами мощностью до 250 кВт», - говорит член правления фирмы ZSW и руководитель подразделения электрохимических энергетических технологий, профессор д-р Маркус Хельцле. Кроме того, на заправочных станциях в Ульме проводится отбор проб водорода с их последующим анализом в специально созданной лаборатории качества водорода HyLaB.

Механические, электрические и термические испытания материалов топливных элементов на заводе HyFaB

На заводе для исследований водородных и топливных элементов (HyFaB) в Ульме на машинах фирмы ZwickRoell проводят преимущественно механические, электрические и термические испытания материалов топливных элементов. Определение характеристик актуально как в поперечном (TP), так и в плоскостном (IP) направлении. Для этого проводят испытания на сжатие, прессование, а также растяжение, изгиб и сдвиг. Например, в области производственных исследований (ECP) проверяют адгезию покрытий из активных материалов аккумуляторов к медной и алюминиевой фольге.

Поскольку газодиффузионные слои очень тонкие (ок. 200 мкм) и обладают высокой сжимаемостью (до 50 % в рабочей точке), при проведении испытаний возникают некоторые проблемы:

измерение пути должно быть очень точным, в идеале в диапазоне мкм. Кроме того, при тонких слоях GDL с типичными для топливных элементов электрическими токами и тепловыми потоками возникают лишь небольшие разности потенциалов или температур. Испытания материалов топливных элементов также требуют наличия особых условий: измерения должны проводиться при температурах около 80 °C (и до 160 °C) и с относительной влажностью до 100%.