Forskare har gjort betydande framsteg i utformningen av vitala komponenter som används i vätebränslecellsfordon. Förbättrade funktioner kommer att sänka produktionskostnaderna och bidra till att skapa en ren bilframtid.

Med hybrid- och helelektriska batteridrivna bilar som nu blir mainstream, vätgas betydelse som mångsidig, ren och säker energibärare blir alltmer erkänd. Även om dess användning inom transporter tar fart, den nuvarande marknadsandelen för bränslecells elektriska fordon (FCEV) är liten på grund av höga kostnader och effektivitetsproblem. En expertgrupp tar sig an denna utmaning som en del av det EU-finansierade INN-BALANCE-projektet. De har nyligen specificerat gränssnitten mellan de avgörande komponenterna i FCEV-tekniken för att förbättra deras design.

Som anges i ett pressmeddelande på projektets webbplats, "Viktiga milstolpar har uppnåtts när det gäller definitionen av gränssnitt mellan komponenter och bränslecellsstapeln samt designen av stackhuset och anoden, katoden och kylmodulerna."

Dessa komponenter kallas hjälpkomponenter, eller 'balans av anläggningen' (BoP). De reglerar bränslecellssystemet och hanterar tillförsel av väte och luft till stapeln. "INN-BALANCE strävar efter att konstruera olika förbättringar på BoP-nivå med särskilt fokus på tillverkningsinriktad design. Syftet är att sänka kostnaderna för industriell produktion av bränslecellssystem."

Citeras i samma pressmeddelande, Jörg Weiss-Ungethüm från German Aerospace Center, vem är ansvarig för utvecklingen av kylsystemet, sade kylmodulen används för termisk hantering av stapeln. Detta har en betydande inverkan på vattenförvaltningen och är avgörande för prestanda. Dessutom, BoP-komponenterna måste hållas vid "optimal temperatur och värme måste tillföras passagerarkabinen vid behov."

Maximera produktionen samtidigt som förlusterna minimeras

Det pågående projektet INN-BALANCE (INNovative Cost Improvement for BALANCE of Plant Components of Automotive PEMFC Systems) föreslår också en "integrerad injektor/ejektorlösning." Detta kommer att maximera uteffekten från stacken samtidigt som väteförlusterna minimeras.

PEMFC står för proton exchange membrane (PEM) bränslecell, även kallad polymerelektrolytmembranbränslecell. Det är en typ av syrabaserad bränslecell som använder transporten av protoner från anoden till katoden genom en fast PEM. Dessa bränsleceller körs vid temperaturer under 100 ° C. Anod och katod är de två elektroderna i ett batteri eller bränslecell, där den förra är positivt laddad och den senare är negativt laddad under elproduktion. De flesta bränsleceller som är designade för användning i fordon producerar mindre än 1,16 volt el – långt ifrån tillräckligt för att driva ett fordon. Därför, flera celler måste monteras i en bränslecellstack.

I en FCEV, elektrisk energi som driver elmotorn för att driva fordonet tillförs genom en kemisk reaktion som sker mellan väte och syre i bränslecellen. Att omvandla vätgas till el producerar endast vatten och värme som en biprodukt. Om vätgas genereras av en hållbar källa, detta innebär att bränslecellsfordon kan ge transportmöjligheter utan utsläpp.

INN-BALANCE skapades för att utveckla en ny och integrerad plattform för utveckling av avancerade BoP-komponenter i nuvarande bränslecellsbaserade fordon. Detta syftar till att förbättra deras effektivitet och tillförlitlighet, minska kostnaderna, och presentera en stabil leveranskedja för de europeiska biltillverkarna och systemintegratörerna.