近年来，能源转换的成功与氢技术的持续研究与投入越来越密切相关。近期《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》重磅印发，更是让氢能源一跃成为了炙手可热的竞逐赛道。
为了确保能源转型的成功，各国的科学家都在开发可持续、高效和经济的能源生产和使用新技术，而氢技术在其中发挥着突出的作用。在能源效率和直接使用可再生能源的电力不足的地方，以对气候友好的方式生产氢可以减少二氧化碳的排放。用可再生能源的电力在额外生产时间生产出来的氢可以取代煤炭。反过来，以氢为燃料的高峰负荷发电厂可以确保能源供应的安全。
德国弗劳恩霍夫激光技术研究所（Fraunhofer ILT）的科学家们也正进行各种项目的研究，以推进成本优化和以需求为导向的燃料电池系列生产，释放其技术和经济潜力。
利用USP激光微结构化批量生产的定制双极板（图片来源：Fraunhofer ILT）
该研究所的一个主要目标是使燃料电池可靠地投入批量生产。为此，德国Aachen的研究人员正在建立一个超过300平方米的实验室空间的氢实验室，这里将配置一系列广泛的激光技术测试设备，并提供相关公共项目和工业合作的研究平台。预计到2022年5月5日，新的氢实验室就会首次向Aachen的“International Laser Technology Congress AKL'22”的参与者开放。
弗劳恩霍夫激光技术研究所对燃料电池的研发部署正紧锣密鼓推进当中，他们希望提高燃料电池的成本效益，并实现按需批量生产。在一个项目中，其工作人员专注于研究用于生产燃料电池双极板的激光工艺。通过选择性地构造和涂覆双极板，他们可以显著地提高其效能，新流程充分体现出在密封性、可复制量产和缩短处理时间等优势。而上述新的氢实验室也为弗劳恩霍夫激光技术研究所的研究人员和科学界、工业界的合作伙伴提供了新的机会，将制造技术的过程结果与他们设定的性能和功能目标联系起来。
据介绍，该实验室占地300平方米，将为提供广泛的基于激光的实验设备。这些设备一方面包括了在制造金属双极板的工艺链上与激光有关的制造步骤：例如，用液压机形成橡胶垫，使小批量生产双极板成为可能。另一方面，这些设备也可用于构造超短脉冲激光器，用于激光涂层，以及高速焊接和切割。现有的测试设备可以用来评估激光制造的组件。利用直径小于30 μm的高光束质量单模光纤激光器，通过局部功率调制的方式精确控制输入元件的能量，采用自适应振荡参数(振幅和频率)，最终他们实现了高达140 mm/s的高进给速率。这一方案中，不仅实现了低能量输入，也达到了薄壁镍组件的最小热变形。在这一过程中，他们使用氩气作为保护气体改善了焊接模式，并实现了表面无氧化的效果。
其实早在2020年，弗劳恩霍夫激光技术研究所（Fraunhofer ILT）就已经推出了一个围绕氢技术创新的专业交流平台：LKH2 -激光氢技术研讨会（Laser Colloquium Hydrogen）。
未来，弗劳恩霍夫激光技术研究所还可以实施一系列围绕这一方面创新的广泛项目，一些正在进行的项目也可以转移到新的氢实验室。他们可以与燃料电池组件制造商合作，也可以与那些想要生产制造技术(如扫描仪或过程监控工具)的合作伙伴合作，或者与那些想要测试波束源的合作伙伴合作。
关键词： 燃料电池
