ZSW Ulm依靠ZwickRoell进行燃料电池和电池的研究
案例学习
- 客户： 位于乌尔姆的太阳能与氢能研究中心(ZSW)
- 地点：德国乌尔姆
- 行业： 能量
- 主题： 位于乌尔姆的ZSW对燃料电池和电池材料进行测试
位于乌尔姆ZSW的HyFaB
非盈利组织巴登-符腾堡州太阳能与氢能研究中心(ZSW)成立于1988年，位于德国斯图加特和乌尔姆。目标：加速可再生能源和电化学能源转换领域的基础研究成果向市场化应用的转化，并将其转移到工业中。
ZSW目前是领先的德国研究机构之一，在斯图加特和乌尔姆拥有约350名员工和100名学生。ZSW在可持续能源技术领域开展以商业为导向的研究，涵盖风能、光伏、电池、氢能、燃料电池以及政策咨询等方面。氢能与燃料电池研究工厂(HyFaB)专注于燃料电池制造技术和燃料电池及部件的测试，电池研究中心(eLaB)则专注于锂和后锂技术，它们都位于乌尔姆。
HyFaB将科学与工业相结合，推动了燃料电池的工业化生产。“我们的研究范围涵盖从材料和部件开发到系统集成、验证以及回收流程。我们专注于高达150千瓦的PEM燃料电池组，自2001年以来，我们一直在运营领先的欧洲试验中心，拥有近50个高达250千瓦的全自动试验台，”ZSW董事会成员兼电化学能源技术部负责人Markus Hölzle教授（博士）说道。此外，还会在乌尔姆对氢气加注站进行检查，并在专门为此设立的HyLaB氢气质量实验室对氢气试样进行分析。
任务
在HyFaB对燃料电池材料进行机械、电气和热测试
在位于乌尔姆的氢能与燃料电池研究工厂(HyFaB)，ZwickRoell试验机主要用于对燃料电池材料进行机械、电气和热测试。表征与穿层(TP)和层内(IP)两个方向都相关。为达到此目的，有时会进行压力、压缩、拉伸、弯曲和剪切试验。在生产研究(ECP)领域，例如，会测试蓄电池活性材料涂层在铜箔和铝箔上的附着力。
特别是由于气体扩散层非常薄（约200 µm）且高度可压缩（在工作点高达50%），因此在进行测试时面临诸多挑战：
必须非常精确地测量路径，理想情况下应在µm范围内。此外，具有燃料电池典型的电流和热流的薄GDL层只会产生很小的电位差或温差。测试燃料电池材料还需要特殊的试验条件：测量必须在大约80 °C（甚至高达160 °C）的温度下进行，有时还需要在高达100%的相对湿度条件下进行。
ZwickRoell解决方案
ZSW Ulm：运行中的ZwickRoell AllroundLine和zwickiLine试验机
ZSW与ZwickRoell在燃料电池材料表征方面的合作始于购买了一台5 kN力范围的AllroundLine (Z005)试验机，其后来又补充配备了一个环境试验箱和一个用于位移测量的videoXtens。此外，还采购了两台AllroundLine试验机，力范围分别为10 kN (Z010)和50 kN (Z050)，每台试验机都配有两个试验区域。在Z050的一个试验区域中，使用ZwickRoell开发的GDL测量设备。
两台力范围为5 kN的zwickiLine试验机用于测试电池材料。其中一台试验机配备了一台用于测试涂层对载体箔的附着力的设备。ZSW计划在未来继续与试验机制造商保持合作。“ZwickRoell以其解决方案的可靠性和高测量精度而著称，同时还以卓越的客户服务而闻名。对我们而言，另一个特别的优势是彼此之间的距离非常近。ZwickRoell专注于在我们的领域进一步开发其解决方案，这也为我们带来了好处，”Hölzle说道。
“ZwickRoell积极致力于进一步开发适合我们材料的试验方法，这在众多试验机制造商中显得尤为独特且不寻常。从我们的角度来看，这展现出了通过相互合作实现持续发展的巨大潜力。”
Markus Hölzle教授（博士），ZSW董事会成员兼电化学能源技术部负责人
ZSW Ulm的ZwickRoell试验机
