Schaeffler développe une nouvelle génération de plaques bipolaires pour les entraînements à pile à combustible avec une densité de puissance plus élevée

Schaeffler a développé une nouvelle génération de plaques bipolaires métalliques présentant un design novateur et un système de revêtement innovant. Les nouvelles plaques de Schaeffler permettent d'atteindre une densité de puissance de pile à combustible de 4,6 kW par litre de volume de pile à combustible (y compris les plaques d'extrémité et le matériel de compression).

Les piles à combustible fabriquées à l'aide des nouvelles plaques Schaeffler peuvent atteindre une densité de puissance environ 20 % supérieure à celle des piles fabriquées à l'aide de plaques de la génération précédente.

Les piles à combustible dotées des nouvelles plaques bipolaires métalliques de Schaeffler dépassent d'environ 20 % la densité de puissance des piles constituées de plaques de la génération précédente. Photo : Schaeffler (Daniel Karmann)

Dans un site de production pilote spécialement construit à Herzogenaurach, l'entreprise fabrique désormais les nouvelles plaques en séries allant jusqu'à plusieurs dizaines de milliers d'unités pour être utilisées par les constructeurs automobiles internationaux dans la production de prototypes et de petites séries.

Les plaques développées par Schaeffler présentent un nouveau design optimisé pour la production en grande série et exploitent un processus de revêtement innovant pour une longue durée de vie des piles à combustible.

Dans le domaine des systèmes de propulsion pour véhicules utilitaires, Schaeffler investit également dans l'hydrogène, notamment pour les applications longue distance. Nous développons aussi bien des composants individuels que des sous-systèmes complets pour les piles à combustible et préparons leur industrialisation à grande échelle.

L'installation entièrement automatisée fait partie du centre d'excellence de Schaeffler pour l'hydrogène, un complexe qui comprend également une vaste gamme d'équipements de test. L'installation a été conçue pour pouvoir également être utilisée pour fabriquer de grandes plaques du type de celles utilisées pour les électrolyseurs. Schaeffler garantit ainsi à la fois un mouvement durable et un approvisionnement durable en hydrogène vert.

Schaeffler devrait démarrer début 2024 la production de plaques bipolaires sous le nom d'Innoplate, une joint-venture avec Symbio, à Haguenau, en France.

Schaeffler a développé un design innovant qui exploite de manière optimale la surface de la plaque. Plus les structures de la plaque bipolaire sont fines et précises, plus la plaque est efficace.

Pour les applications automobiles, plusieurs centaines de ces plaques sont superposées, chacune séparée par un ensemble membrane-électrode (MEA), pour former un empilement. Les plaques représentent jusqu'à 80 % du poids de la pile et jusqu'à 65 % de son volume. Les piles comprenant jusqu'à 400 de ces unités cellulaires ont une puissance totale allant jusqu'à 140 kW, soit suffisamment pour les véhicules utilitaires légers. Les véhicules utilitaires lourds pesant jusqu'à 40 tonnes nécessitent généralement deux piles.

Une autre caractéristique des plaques bipolaires métalliques fabriquées par Schaeffler est le système de revêtement utilisé. Le but des revêtements est de maintenir un niveau élevé de conductivité électrique pendant toute la durée de vie de la pile à combustible. La solution de Schaeffler est « Enertect », une famille de systèmes de revêtement haute performance développés spécifiquement pour les plaques bipolaires. En fonction des exigences du client, les revêtements peuvent être conçus pour une durée de vie maximale des plaques, une empreinte carbone minimale ou un rapport qualité-prix optimisé.

Grâce à nos capacités en technologie de surface, nous sommes en mesure de proposer à chaque client une solution de revêtement spécifique à son application. Cela signifie que nous pouvons répondre aux exigences de chaque client en termes d'équilibre entre les coûts, les performances et les émissions de CO2 liées à la fabrication.

Les revêtements sont appliqués à l'aide d'une version spécialement adaptée et affinée du procédé de dépôt physique en phase vapeur (PVD) que Schaeffler a utilisé avec succès dans la production de millions et de millions de composants de soupapes fortement sollicités au fil des ans.

Pour rendre les piles à combustible étanches aux gaz et à l'eau, ce qui est essentiel du point de vue de la qualité et de la sécurité, Schaeffler utilise soit des joints moulés par injection, soit des joints sérigraphiés, soit, selon les besoins, un procédé de soudage laser spécial développé en interne.

Publié le 19 août 2023 dans Piles à combustible, Hydrogène, Fabrication, Contexte du marché | Lien permanent | Commentaires (0)