Schaeffler AG démontre ses capacités de développement dans le domaine de la mobilité alimentée par l'hydrogène avec une nouvelle génération de plaques bipolaires métalliques pour les piles à combustible PEM. Tous les systèmes de piles à combustible reposent sur des plaques bipolaires. Mais les plaques développées par Schaeffler présentent une nouvelle conception optimisée pour la production en grande série et s'appuient sur un processus de revêtement innovant pour prolonger la durée de vie des piles à combustible.

En outre, les piles fabriquées à l'aide des nouvelles plaques Schaeffler atteignent une densité de puissance supérieure d'environ 20 % à celle des piles fabriquées à l'aide des plaques de la génération précédente. Dans une usine pilote spécialement construite à cet effet à Herzogenaurach, l'entreprise fabrique actuellement les nouvelles plaques en séries allant jusqu'à plusieurs dizaines de milliers d'unités, qui seront utilisées par des constructeurs automobiles internationaux pour la production de prototypes et de petites séries. Schaeffler devrait commencer à produire des plaques bipolaires sous le nom d'Innoplate, une coentreprise avec Symbio, à Haguenau, en France, au début de l'année 2024.

À l'œil nu, les plaques bipolaires ne sont pas très esthétiques : elles ont la taille d'une enveloppe DIN A4 et ne pèsent que 60 grammes. Mais elles sont au cœur des piles à combustible, où elles remplissent un certain nombre de fonctions vitales, notamment en fournissant des canaux pour la séparation et la distribution des gaz de traitement et du liquide de refroidissement, ainsi que pour l'élimination de l'eau résultant de la réaction chimique. Pour les applications automobiles, plusieurs centaines de ces plaques sont superposées, chacune étant séparée par un assemblage membrane-électrode (AME), pour former une pile. Les plaques représentent jusqu'à 80 % du poids de la pile et jusqu'à 65 % de son volume.

Les piles comprenant jusqu'à 400 de ces unités cellulaires ont une puissance totale allant jusqu'à 140 kW, ce qui est suffisant pour les véhicules commerciaux légers. Les véhicules utilitaires lourds jusqu'à 40 tonnes nécessitent généralement deux piles.

La nouvelle génération de plaques bipolaires de Schaeffler est également conçue dès le départ pour une industrialisation à grande échelle - une approche connue sous le nom de conception pour la fabrication (DFM). L'objectif est d'atteindre un niveau de rentabilité et d'évolutivité de la fabrication suffisant pour permettre à la mobilité à l'hydrogène de percer sur le marché.

En termes de production, l'entreprise tire parti de ses nombreuses années d'expérience et d'expertise en matière d'emboutissage et de formage des métaux, et a atteint le haut niveau de précision requis pour emboutir les structures ultrafines nécessaires sur la surface des plaques, dont l'épaisseur n'est que de 50 à 100 micromètres. Une autre caractéristique unique des plaques bipolaires métalliques fabriquées par Schaeffler est le système de revêtement utilisé. Le but des revêtements est de maintenir un niveau élevé de conductivité électrique pendant toute la durée de vie de la pile à combustible.

La solution de Schaeffler est "Enertect". une famille de systèmes de revêtement haute performance développés spécifiquement pour les plaques bipolaires.

En fonction des exigences du client, les revêtements peuvent être conçus pour une durée de vie maximale de la plaque, une empreinte carbone minimale ou un rapport prix-performance optimisé.