Schaeffler desarrolla lo siguiente

Schaeffler demuestra su capacidad de desarrollo en el campo de la movilidad impulsada por hidrógeno con una nueva generación de placas bipolares metálicas para pilas de combustible PEM. Todos los sistemas de pilas de combustible dependen de placas bipolares, pero Schaeffler dijo que sus placas presentan un nuevo diseño optimizado para la producción en grandes series y aprovechan un proceso de recubrimiento para prolongar la vida útil de las pilas de combustible. La compañía dijo que las pilas fabricadas con sus placas alcanzan una densidad de potencia aproximadamente un 20 por ciento mayor que la de las pilas fabricadas con placas de la generación anterior.

En una instalación de producción piloto construida expresamente en Herzogenaurach, Alemania, la compañía ahora está fabricando las nuevas placas en tiradas de hasta varias decenas de miles de unidades para que las utilicen los fabricantes de vehículos internacionales en la producción de prototipos y series pequeñas. La instalación totalmente automatizada forma parte del centro de excelencia de hidrógeno de Schaeffler, un complejo que también incluye una amplia gama de equipos de prueba. La instalación ha sido diseñada para que también pueda utilizarse para fabricar placas de gran tamaño del tipo que se utilizan en los electrolizadores. Schaeffler garantiza así tanto un movimiento sostenible como un suministro sostenible de hidrógeno verde, afirmó la empresa. Schaeffler también puede asociarse con clientes para desarrollar placas y componentes bipolares personalizados para sistemas de pilas de combustible.

La empresa comenzará la producción de placas bipolares bajo el nombre de Innoplate, una empresa conjunta con Symbio, en Haguenau, Francia, a principios de 2024.

Las placas bipolares tienen sólo el tamaño de un sobre DIN A4 y pesan sólo 60 gramos, pero son componentes centrales de las pilas de combustible, dijo Schaeffler. Realizan una serie de funciones vitales, incluida la provisión de canales tanto para la separación y distribución de los gases del proceso y el refrigerante como para la eliminación del agua resultante de la reacción química.

"Schaeffler ha desarrollado un diseño innovador que aprovecha de forma óptima la superficie de la placa", explicó el Dr. Jochen Schröder, director de E-Mobility de Schaeffler. "Cuanto más finas y precisas sean las estructuras de la placa bipolar, más eficiente será la placa".

Las nuevas placas de Schaeffler permiten una densidad de potencia de la pila de combustible de 4,6 kW por litro de volumen de la pila de combustible (incluidas las placas finales y el hardware de compresión). Para aplicaciones en vehículos, varios cientos de estas placas se colocan una encima de otra, cada una separada por un conjunto de electrodos de membrana (MEA), para formar una pila. Las placas representan hasta el 80 por ciento del peso de la pila y hasta el 65 por ciento de su volumen. Las pilas de hasta 400 de estas unidades celulares tienen una potencia total de hasta 140 kW, suficiente para vehículos comerciales ligeros.

La nueva generación de placas bipolares de Schaeffler también está diseñada desde cero para la industrialización a gran escala, un enfoque conocido como diseño para la fabricación (DFM). El objetivo es lograr un nivel de rentabilidad y escalabilidad de fabricación suficiente para que la movilidad impulsada por hidrógeno alcance un gran avance en el mercado. En términos de producción, la empresa aprovecha sus años de experiencia y conocimientos en el estampado y conformado de metales, y ha logrado el alto nivel de precisión necesario para estampar las estructuras ultrafinas necesarias en la superficie de las placas, que tienen un espesor de sólo 50 a 100 micrómetros, afirmó la empresa.

Otra característica de las placas bipolares metálicas fabricadas por Schaeffler es el sistema de recubrimiento, que mantiene un alto nivel de conductividad eléctrica durante toda la vida útil de la pila de combustible, afirmó la empresa. La solución de Schaeffler es "Enertect", una familia de sistemas de recubrimiento de alto rendimiento desarrollados específicamente para placas bipolares. Dependiendo de los requisitos del cliente, los recubrimientos pueden diseñarse para lograr una vida útil máxima de la placa, una huella de carbono mínima o una relación precio-rendimiento optimizada.

“Gracias a nuestras capacidades en tecnología de superficies, podemos ofrecer a cada cliente una solución de recubrimiento específica para su aplicación. Esto significa que podemos cumplir con los requisitos de cada cliente en términos de equilibrio entre costos, rendimiento y emisiones de CO2 relacionadas con la fabricación”, afirmó Schröder.

Los recubrimientos se aplican utilizando una versión especialmente adaptada y afinada del proceso de deposición física de vapor (PVD) que Schaeffler ha utilizado con éxito en la producción de millones de componentes de trenes de válvulas altamente estresados ​​a lo largo de los años. Para hacer que las pilas de combustible sean estancas al agua y al gas, vital desde una perspectiva de calidad y seguridad, Schaeffler utiliza juntas moldeadas por inyección o serigrafiadas o, según los requisitos, un proceso especial de soldadura láser desarrollado internamente, según la empresa.