Los sistemas de pilas de combustible se consideran generadores de energía con visión de futuro que producen energía eléctrica invirtiendo el proceso de electrólisis del agua. Esta energía puede utilizarse para alimentar vehículos, edificios y otras aplicaciones. Debido a sus bajas emisiones y a su buena eficiencia, existen numerosos esfuerzos internacionales para seguir desarrollando la tecnología de las pilas de combustible.
Las altas densidades de potencia, las elevadas conversiones energéticas y los breves tiempos de arranque (arranque en frío) a bajas temperaturas de funcionamiento de aproximadamente 60-80 °C suelen centrar la atención en la pila de combustible PEM (pila de combustible de membrana electrolítica polimérica, PEMFC o pila de combustible de membrana de intercambio protónico). Una pila de combustible de hidrógeno utiliza hidrógeno puro y aire ambiente normal como agente oxidante, lo que las hace especialmente adecuadas para sistemas estacionarios de generación de energía, dispositivos de sustitución de baterías o sistemas de transporte impulsados por pilas de combustible.
La optimización de la eficiencia mediante el ajuste de sistemas y componentes es fundamental para el desarrollo futuro de las pilas de combustible. Entre los factores críticos se incluyen las condiciones de funcionamiento y las posibles reducciones de costes mediante materiales y procesos de fabricación. Los termoplásticos de ingeniería desempeñan un papel clave en las pilas de combustible. Su fácil procesabilidad y bajo peso contribuyen a un importante ahorro de costes, y su larguísima vida útil los hace ideales para su uso en sistemas de pilas de combustible.
Como fabricante y procesador líder de termoplásticos de ingeniería, ofrecemos soluciones integrales para pilas de combustible, desde el material hasta el componente.
Como fabricante y transformador líder de termoplásticos de ingeniería, Ensinger está especializado en el desarrollo y la producción de materiales y componentes para pilas de combustible de hidrógeno.
Desde la producción hasta el rendimiento: somos su socio en tecnología de pilas de combustible. Para soluciones duraderas, sostenibles e innovadoras
Las placas bipolares de las pilas de combustible separan y distribuyen gases y refrigerantes. Aunque las placas metálicas y termoestables son habituales, las placas de plástico duradero de alto rendimiento son cada vez más importantes. Ensinger ofrece soluciones innovadoras con placas bipolares fabricadas con materiales termoplásticos grafíticos, que ofrecen numerosas ventajas:
Las placas finales de las pilas de combustible sujetan y fijan la pila de pilas de combustible. La presión de contacto es crucial para una distribución uniforme de la fuerza y un funcionamiento sin fugas de la pila. Una presión de contacto insuficiente entre el electrodo y la placa bipolar puede mermar el rendimiento debido a la elevada resistencia de contacto y a las pérdidas, o incluso provocar el fallo de los componentes. A medida que aumenta el tamaño de la pila, también lo hacen los requisitos de presión de contacto. Las placas terminales también forman las terminaciones de los lados ánodo y cátodo de la pila, permitiendo la conexión de tuberías, cables y conexiones para conductos de gas, electrolito o refrigeración. El rendimiento de la pila de combustible depende en gran medida de la geometría de la placa extrema, el método de conexión y los materiales utilizados.
En el pasado se utilizaban principalmente metales para las placas finales, a pesar de los complejos procesos de fabricación y los elevados costes. Las placas metálicas también se corroen más rápidamente, permitiendo que los iones metálicos se difundan en el electrolito, lo que afecta negativamente a la conductividad y a la tensión de salida. La elevada conductividad térmica de los materiales metálicos provoca pérdidas de calor, lo que requiere más tiempo para alcanzar la temperatura de funcionamiento y el uso de aislantes térmicos adicionales.
Ensinger ofrece una alternativa beneficiosa con las placas terminales termoplásticas. Nuestras placas finales de PPS reforzado con fibra de vidrio TECATRON GF40 natural o black (producto semiacabado) se caracterizan por una excelente resistencia química, una baja absorción de agua y un bajo riesgo de lixiviación iónica. La elevada resistencia mecánica y rigidez permiten acumular la presión de contacto necesaria en la pila. La alta estabilidad dimensional y la resistencia a la fluencia dan como resultado una deformación muy baja, incluso durante largos periodos bajo carga y a temperaturas más elevadas. El negro TECATRON GF40 también cumple los requisitos de resistencia a la llama UL94 V-0. Gracias a nuestro proceso de extrusión establecido, podemos reducir significativamente la tensión en materiales como TECATRON GF40 black o natural (PPS GF40), lo que ofrece ventajas extremas, especialmente en el mecanizado de placas extremas.
La compleja geometría típica de las placas de extremo, con muchas rupturas, cavidades y orificios cercanos a los bordes, plantea grandes exigencias al mecanizado. No son infrecuentes los componentes de más de medio metro de longitud y las desviaciones significativas en la relación anchura/longitud/espesor, lo que plantea retos adicionales para las herramientas, las máquinas y la experiencia. La precisión en la fabricación es esencial, especialmente en la fase de creación de prototipos, con vistas a escalar la producción hacia el moldeo por inyección.
Con una gran pericia y décadas de experiencia en el procesamiento de plásticos reforzados con fibra, ofrecemos placas terminales listas para instalar, de baja distorsión y alta precisión. Si hace zoom y gira, podrá ver más de cerca la placa de extremo de Ensinger fabricada con TECATRON GF40 black: Aplicación AR
Las placas aislantes son componentes aparentemente sencillos cuya verdadera complejidad suele subestimarse. Además de la enorme carga de presión debida a la compresión de la pila, deben soportar todos los medios requeridos en la pila al mismo tiempo con la presión de los medios y las altas temperaturas.
Sin embargo, uno de los mayores retos a la hora de fabricar placas aislantes son las dimensiones de la pila, que a menudo superan las dimensiones de los termoplásticos comunes. Ensinger fabrica placas aislantes según los requisitos específicos del cliente y los más altos estándares de calidad, adaptadas con precisión a la aplicación final. Ofrecemos placas aislantes para pilas de combustible, pilas de electrólisis o baterías de flujo redox.
La unidad de suministro de medios (MSU) es un componente clave de la pila de combustible que garantiza un suministro fiable de hidrógeno, oxígeno y refrigerante. Ensinger tiene una amplia experiencia en la fabricación de unidades de suministro de medios con dimensiones de hasta 500 x 700 mm, tanto mecanizadas como moldeadas por inyección.
Para garantizar un rendimiento y una fiabilidad óptimos de la MSU, ofrecemos simulaciones de llenado, análisis FEM y otras simulaciones para el diseño de piezas moldeadas por inyección. Nuestra ventaja reside en una sólida red y una estrecha colaboración con los principales institutos europeos especializados en tecnologías de pilas de combustible. Estas asociaciones nos permiten mantenernos a la vanguardia de la tecnología y desarrollar soluciones innovadoras para los retos que plantea la tecnología del hidrógeno. Gracias a estas sinergias y a nuestros conocimientos técnicos, garantizamos que nuestras unidades de suministro de medios cumplen las normas más exigentes y contribuyen a la eficacia y longevidad de los sistemas modernos de pilas de combustible.
