Brennstoffzellenherstellung mit Lasertechnologie
Brennstoffzellen stellen eine vielversprechende Lösung für eine umweltfreundlichere Zukunft dar. Sie könnten eine wichtige Rolle bei der Stromversorgung von Elektrofahrzeugen und Industrieanlagen spielen.
Bei der Herstellung von Brennstoffzellen bietet sich eine Oberflächenvorbereitung der Bipolarplatten (auch bezeichnet als Flussplatten oder Verbindungen) mit einem Laser an. Durch die Lasertexturierung und -reinigung können diese Platten präzise, schnell und kosteneffizient für verschiedene Schutzbeschichtungen und Klebstoffe vorbereitet werden. Mit dem gleichen Laser können die Platten außerdem zur Rückverfolgbarkeit gekennzeichnet werden.
Lasertechnologie zur Steigerung der Bipolarplattenproduktion
Mit unserem branchenspezifischen Fachwissen helfen wir Brennstoffzellenherstellern, die erforderliche Qualität zu erreichen, die Produktionskosten zu senken und ihre Produktionsstraße zu erweitern, um die Anforderungen hoher Stückzahlen zu bewältigen.
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Industrielle Laseranwendungen für Bipolarplatten
Bei der Herstellung von Bipolarplatten kommen zunehmend Glasfaser-Laser zum Einsatz. Sie eignen sich hervorragend als Ersatz für das Schleifstrahlen und das Abdecken, die schwer zu kontrollieren sind und keine Präzision bieten. Ein einziges Lasermodul kann zur Texturierung, Reinigung und Beschriftung verwendet werden.
LasertexturierungBei der Lasertexturierung werden metallische Oberflächen so bearbeitet, dass eine reproduzierbare Textur und Rauheit auf den Bipolarplatten entsteht. Dadurch wird die Haftung für thermische Spritzbeschichtungen, Elektrotauchlackierung und andere Schutzschichten verbessert. Dank ihrer Präzision können mit der Lasertexturierung bestimmte Bereiche texturiert werden, während der Rest unverändert bleibt. |
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LaserreinigungZur Erfüllung höchster Qualitätsanforderungen müssen Bipolarplatten frei von jeglichen Verunreinigungen sein. Mithilfe der Laserreinigung werden Oxide, Öle und andere Schmutzpartikel entfernt, die andernfalls die gute Haftung der Beschichtungen beeinträchtigen würden. Diese Verunreinigungen müssen außerdem entfernt werden, um die Gesamteffizienz der Brennstoffzellen zu verbessern. |
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LaserbeschriftungDer für die Texturierung und Reinigung verwendete Laser kann auch zur Beschriftung von Bipolarplatten mit einem Datenmatrix-Code verwendet werden. Mit der Laserbeschriftung zur Rückverfolgbarkeit sowie der Laserreinigung und -texturierung können Sie Ihre Investition bestmöglich nutzen. |
Wasserstoff- und Brennstoffzellenanwendungen
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Wasserstoff-Elektrofahrzeuge
Brennstoffzellen können Wasserstoff in Elektrizität umwandeln, um Elektrofahrzeuge anzutreiben. Sie sind zwar nicht so energieeffizient wie Lithium-Ionen-Batterien, aber sie bieten kürzere Ladezeiten. Damit eignen sie sich für Nutzfahrzeuge wie Busse, Lastwagen, Züge, Schiffe und Flugzeuge.
Brennstoffzellenfahrzeuge tragen auch dazu bei, unsere Abhängigkeit von Lithium zu verringern, einer knappen und umweltschädlichen Ressource, die bei der Herstellung von Batterien für Elektrofahrzeuge in der Automobilindustrie verwendet wird.
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Wasserstoff-Energie-Generatoren
Brennstoffzellen werden in Mikronetzen eingesetzt, um Wasserstoff in elektrische Energie umzuwandeln. Dabei fungieren sie als Stromerzeuger für verschiedene Einrichtungen wie Rechenzentren, Krankenhäuser, Finanzverarbeitungszentren, Pharmaunternehmen und Forschungszentren.
Mikronetze können auch die Energiespeicherung für erneuerbare Energiequellen lösen, indem sie Elektrolyseure zur Gewinnung von Wasserstoff aus Wasser und zur Speicherung dieses Elements für eine spätere Verwendung in Brennstoffzellensystemen einsetzen.
Was ist eine Brennstoffzelle?
Im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien speichern Brennstoffzellen keine Energie in ihren Komponenten. Stattdessen erzeugen sie Strom durch die Umwandlung von Wasserstoff und Sauerstoff in elektrische Energie. Dazu benötigen Brennstoffzellen einen wasserstoffreichen Brennstoff. Der häufigste Kraftstoff ist Wasserstoff, aber auch Methanol, Ethanol und Ammoniak können verwendet werden.
Eine einzelne Brennstoffzelle erzeugt für die meisten Anwendungen nicht genug Strom. Aus diesem Grund werden mehrere Brennstoffzellen zu einem Brennstoffzellen-Stacks zusammengebaut und liefern dann mehr Leistung. Brennstoffzellen sind Bestandteil eines Gesamtsystems, das z. B. in Batterien von Elektrofahrzeugen oder als Notstromaggregate eingesetzt werden kann.
Die Bedeutung von Bipolarplatten
Metallische Bipolarplatten sind ein wichtiges Element von Wasserstoff-Brennstoffzellen-Stacks, die in Fahrzeugen eingesetzt werden. Jede Zelle befindet sich zwischen zwei Bipolarplatten, von denen die eine auf der Anodenseite Wasserstoff und die andere auf der Kathodenseite Sauerstoff zur Energieerzeugung einlässt.
Metallplatten sind robuster, weshalb sie in der Automobilindustrie häufiger verwendet werden. In einem typischen System werden zwei Platten so zusammengeschweißt, dass die Kühlflüssigkeit einem Weg zwischen ihnen folgt, der als Strömungsfeld bezeichnet wird. Unsere Lasertechnologie wird bei der Oberflächenvorbereitung eingesetzt, um die Bipolarplatten vor der Montage zu reinigen und zu strukturieren und so optimale Bedingungen zu schaffen.
Wie Wasserstoff produziert wird, ist wichtig
Die Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie kann 100 % umweltfreundliche Energie erzeugen, bei der als Nebenprodukte nur Wärme und Wasser anfallen. Der größte Teil des weltweit produzierten Wasserstoffs wird derzeit jedoch mit Erdgas, Erdöl und Kohle gewonnen. Um die Nachhaltigkeitsziele zu erreichen und die Treibhausgasemissionen wirklich zu reduzieren, muss die Wasserstoffproduktion mit erneuerbaren Energiequellen wie Sonnen-, Wind- oder Wasserkraft erfolgen. Ein interessantes Beispiel ist die Vereinbarung zwischen Kanada und Deutschland, ab 2025 umweltfreundlichen, mit Hilfe von Windturbinen erzeugten Wasserstoff zu liefern.