Placas bipolares de aço inoxidável de precisão para eletrolisadores

Os eletrolisadores são um elemento central da economia do hidrogênio, pois geram hidrogênio a partir de eletricidade verde. As áreas de aplicação vão desde a tecnologia residencial e predial até usos industriais. O componente central de um eletrolisador é um agrupamento de placas bipolares, o chamado stack. Dependendo da utilização, esses stacks são compostos por até 500 placas bipolares, como, por exemplo, é o caso dos eletrolisadores industriais.

O engenheiro de materiais Jan Ullosat explica a função delas: “As placas bipolares são elementos multifuncionais. Elas conduzem a corrente elétrica entre as células e dispõem de canais extremamente finos, pelos quais fluem água e os gases de processamento, hidrogênio e oxigênio. Ao mesmo tempo, elas contribuem para o gerenciamento térmico. Nesse processo, é necessário que os gases e os meios líquidos permaneçam completamente separados”.

Na trabalhosa fabricação das placas bipolares, costuma-se aplicar nosso aço inoxidável de precisão, principalmente nas qualidades austeníticas.

Por meio de processos de conformação, são incorporadas em cada placa bipolar micro cavidades, criando campos de fluxo, denominados de flow field. Para essa finalidade, o aço inoxidável fornecido pela Waelzholz apresenta excelentes propriedades de conformação. Quando duas placas são unidas, as cavidades opostas formam dutos para o transporte de líquidos e gases. Para que esses canais sejam absolutamente impermeáveis, o nosso aço inoxidável de precisão precisa ser produzido com planicidade perfeita e tolerâncias extremamente rigorosas.

Jan Ullosat prossegue: “Nesse caso, por exemplo, atingimos uma tolerância de espessura de ± 0,020 milímetro, ainda que a norma para esse material, na forma de tira larga, estabeleça ± 0,055 milímetro. Isso significa que alcançamos menos da metade do valor especificado para essa classe de precisão, e isso vale para toda a largura e ao longo de todo o comprimento da tira”. 

Se a tolerância de espessura ou o paralelismo entre as superfícies não estiverem absolutamente perfeitos em todas as placas bipolares, existe o risco de perda de impermeabilidade da respectiva célula, o que pode tornar todo o stack inutilizável. Com o rigoroso cumprimento das propriedades estabelecidas em todos os lotes de fornecimento, oferecemos aos nossos clientes uma elevada reprodutibilidade e alta estabilidade no processo de fabricação. Outro diferencial é que produzimos nosso material em conformidade com a norma regulamentadora para vasos de pressão para níveis mais elevados de 20 a 30 bar, para o qual somos certificados.

“Nossos clientes revestem a superfície das placas bipolares para otimizar o desempenho elétrico em função da configuração do respectivo eletrolisador. Nesse sentido, o revestimento é altamente individualizado”, esclarece Jan Ullosat. Um revestimento diferenciado requer uma estrutura superficial adequadamente projetada, pois as exigências, por exemplo, em relação à aderência e à uniformidade podem variar significativamente. Também quanto a esse aspecto, oferecemos aos nossos clientes as melhores condições técnicas. Jan Ullosat complementa: “Temos a competência para ajustar com precisão a topologia da superfície em todos os materiais, exatamente conforme as especificações dos nossos clientes. Dessa forma, contribuímos para que o revestimento da placa e, consequentemente, a capacidade de desempenho do stack possam ser perfeitamente planejados”.