近年來，能源轉(zhuǎn)換的成功與氫技術(shù)的持續(xù)研究與投入越來越密切相關(guān)。近期《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》重磅印發(fā)，更是讓氫能源一躍成為了炙手可熱的競逐賽道。

為了確保能源轉(zhuǎn)型的成功，各國的科學(xué)家都在開發(fā)可持續(xù)、高效和經(jīng)濟的能源生產(chǎn)和使用新技術(shù)，而氫技術(shù)在其中發(fā)揮著突出的作用。在能源效率和直接使用可再生能源的電力不足的地方，以對氣候友好的方式生產(chǎn)氫可以減少二氧化碳的排放。用可再生能源的電力在額外生產(chǎn)時間生產(chǎn)出來的氫可以取代煤炭。反過來，以氫為燃料的高峰負荷發(fā)電廠可以確保能源供應(yīng)的安全。

德國弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所(Fraunhofer ILT)的科學(xué)家們也正進行各種項目的研究，以推進成本優(yōu)化和以需求為導(dǎo)向的燃料電池系列生產(chǎn)，釋放其技術(shù)和經(jīng)濟潛力。

該研究所的一個主要目標(biāo)是使燃料電池可靠地投入批量生產(chǎn)。為此，德國Aachen的研究人員正在建立一個超過300平方米的實驗室空間的氫實驗室，這里將配置一系列廣泛的激光技術(shù)測試設(shè)備，并提供相關(guān)公共項目和工業(yè)合作的研究平臺。預(yù)計到2022年5月5日，新的氫實驗室就會首次向Aachen的“International Laser Technology Congress AKL'22”的參與者開放。

弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所對燃料電池的研發(fā)部署正緊鑼密鼓推進當(dāng)中，他們希望提高燃料電池的成本效益，并實現(xiàn)按需批量生產(chǎn)。在一個項目中，其工作人員專注于研究用于生產(chǎn)燃料電池雙極板的激光工藝。通過選擇性地構(gòu)造和涂覆雙極板，他們可以顯著地提高其效能，新流程充分體現(xiàn)出在密封性、可復(fù)制量產(chǎn)和縮短處理時間等優(yōu)勢。而上述新的氫實驗室也為弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所的研究人員和科學(xué)界、工業(yè)界的合作伙伴提供了新的機會，將制造技術(shù)的過程結(jié)果與他們設(shè)定的性能和功能目標(biāo)聯(lián)系起來。

據(jù)介紹，該實驗室占地300平方米，將為提供廣泛的基于激光的實驗設(shè)備。這些設(shè)備一方面包括了在制造金屬雙極板的工藝鏈上與激光有關(guān)的制造步驟：例如，用液壓機形成橡膠墊，使小批量生產(chǎn)雙極板成為可能。另一方面，這些設(shè)備也可用于構(gòu)造超短脈沖激光器，用于激光涂層，以及高速焊接和切割?，F(xiàn)有的測試設(shè)備可以用來評估激光制造的組件。利用直徑小于30 μm的高光束質(zhì)量單模光纖激光器，通過局部功率調(diào)制的方式精確控制輸入元件的能量，采用自適應(yīng)振蕩參數(shù)(振幅和頻率)，最終他們實現(xiàn)了高達140 mm/s的高進給速率。這一方案中，不僅實現(xiàn)了低能量輸入，也達到了薄壁鎳組件的最小熱變形。在這一過程中，他們使用氬氣作為保護氣體改善了焊接模式，并實現(xiàn)了表面無氧化的效果。

其實早在2020年，弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所(Fraunhofer ILT)就已經(jīng)推出了一個圍繞氫技術(shù)創(chuàng)新的專業(yè)交流平臺：LKH2 -激光氫技術(shù)研討會(Laser Colloquium Hydrogen)。

未來，弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所還可以實施一系列圍繞這一方面創(chuàng)新的廣泛項目，一些正在進行的項目也可以轉(zhuǎn)移到新的氫實驗室。他們可以與燃料電池組件制造商合作，也可以與那些想要生產(chǎn)制造技術(shù)(如掃描儀或過程監(jiān)控工具)的合作伙伴合作，或者與那些想要測試波束源的合作伙伴合作。

關(guān)鍵詞： 燃料電池 批量生產(chǎn) 氫實驗室 激光設(shè)備