Stack (svazek) palivových článků: recept na úspěch v hromadné výrobě

Jediný palivový článek negeneruje dostatečné množství energie, proto je inženýři ze společnosti Bosch ukládají do svazků oddělených bipolárními deskami. Jakmile se do osobního automobilu dá přibližně 400 palivových článků, mohou společně vyprodukovat až 120 kilowatů (163 koní). U užitkových vozů je kladen důraz na vyšší výkon, inženýři proto mohou podle požadavků zvýšit počet zásobníků. Produktový manažer Bosch Achim Moritz nechce prozradit příliš mnoho o specifikách nákladů na palivové články a zásobníky. Řekl ale toto: „Důležitým přístupem je používání levnějších materiálů. Usilujeme také o další pokroky v jiných oblastech, jako je například zvýšení výkonu jednotlivých článků.“ Dodává, že náklady na zásobník by se měli výrazně snížit, jelikož počet jednotek ve velkých výrobních cyklech stoupá.

Ovšem rozsáhlá výroba tak komplexního systému jako jsou stacky (svazky) palivových článků není jednoduchá. „Každý jednotlivý stack musí pracovat spolehlivě. Řídicí jednotky proto hrají v provozu vozidla klíčovou úlohu,“ uvedl Moritz. Podobně jako řídicí jednotky motoru v automobilech na benzínový nebo naftový pohon, tyto účinné mini počítače řídí všechny funkce palivového článku a udržují hnací ústrojí v co nejefektivnějším provozu. V této oblasti je Bosch v dostatečném předstihu před konkurencí. Společnost vyvíjí ECU již mnoho let, „Díky mnohým interním odborným znalostem a zkušenostem v této oblasti můžeme využít tyto synergické efekty pro stackyy (svazky) palivových článků. To nám pomáhá v mnohých věcech, jako je například modulární design hardwarové soupravy a logika řízení, které jsou charakteristické pro tyto řídicí jednotky,“ říká Moritz.

Jaké překážky brání pokroku na cestě ke spolehlivé průmyslové výrobě? Bližší pohled na tuto technologii poskytuje lepší obraz o výzvách spojených s výrobou palivových článků. Molekuly vodíku jsou malé a mají vysokou viskozitu, což znamená, že stack musí mít dokonalé těsnění, aby fungoval efektivně a bezpečně. Jak zdůrazňuje produktový manažer Achim Moritz, délka 120 kW těsnění zásobníku je asi jeden kilometr. „Toto je oblast, ve které usilujeme splnit náročné požadavky na kvalitu automobilových aplikací,“ dodal Moritz. Už při práci na jiných typech pohonných technologií společnost Bosch ukázala, že odborníci mají bohaté zkušenosti ve vývoji produktů a procesů souběžně. Součástí toho je schopnost dopředu zvolit vhodný výrobní postup pro komponenty při navrhování produktu – jinými slovy, myslet vždy dopředu.

„Simultánní inženýrství je jedním z našich USP,“ říká Moritz. Per Wassén dodává: „Bosch patří mezi přední dodavatele automobilových technologií a v této oblasti má veliké zkušenosti a inovativní sílu. V automobilovém průmyslu dominují velké mezinárodní společnosti a tato oblast se vyznačuje dlouhodobým vývojem a přísnými požadavky na kvalitu. Pro startup jako je PowerCell bude těžké využít obrovský potenciál trhu, bez ohledu na jeho technologickou vyspělost. Díky spolupráci se společností Bosch pomůžeme naší technologii dosáhnout průlomu rychleji,“ říká generální ředitel společnosti PowerCell Sweden.

Zatímco společnosti jako Bosch a PowerCell pokračují ve svém úsilí o průmyslovou výrobu mobilních palivových článků, tržní síla podléhá další překážce, která brání přijetí této technologie a tou je dostupnost. V mnoha zemích už počet vodíkových čerpacích stanic stoupá. Některé čerpací stanice na vodík jsou stavěny díky dotacím, avšak za podporu tohoto rozvoje bojují i sdružení jako Hydrogen Council. „Zaměřujeme se především na trhy v Číně, Severní Americe a Evropě, kde můžeme ze strany průmyslu vidět rostoucí vůli přijímat elektrické pohonné jednotky s palivovými články,“ říká Moritz.

Tento pozitivní přístup vychází z poznání, že cesta k mobilitě bez emisí musí odrážet otevřený přístup. Jako jsou neustále se zdokonalující benzinové a naftové varianty spalovacích motorů, stejně tak na straně elektromobility jsou společně vyvíjené i čistě elektrické pohonné jednotky a palivové články. Společnost Bosch již tuto technologickou neutralitu přijala za vlastní, takže se očekává, že zmiňované inovativní sady palivových článků vyjdou z výrobních linek v závodě v Bambergu už v roce 2022.