Freudenberg e Quantron sviluppano un sistema a celle a combustibile per camion

Freudenberg Sealing Technologies e l’azienda di conversione camion Quantron AG concordano una cooperazione per un trasporto pesante a emissioni zero. Sarà sviluppato un sistema a celle a combustibile speciale che sarà presto testato anche su strada. Il progetto è finanziato dal Ministero dell’Economia, dello Sviluppo Regionale e dell’Energia dello Stato della Baviera.

(Weinheim/Bergstrasse) Freudenberg Sealing Technologies avvia lo sviluppo di un sistema a celle a combustibile speciale per camion pesanti. L’azienda collabora con Quantron AG, uno specialista nel campo della conversione di veicoli commerciali. I risultati dello sviluppo dovranno essere testati su strada in condizioni reali in tempi brevi. Il progetto è finanziato dal programma di ricerca energetica del Ministero dell’Economia, dello Sviluppo Regionale e dell’Energia dello Stato della Baviera.

I pesanti camion da 40 tonnellate sono i titani delle autostrade. Grazie al loro grande volume di carico, sono molto apprezzati dalle aziende di spedizione. Negli ultimi anni, anche in questa categoria di peso, sono state introdotte tecnologie all’avanguardia che hanno migliorato l’ecocompatibilità, la sicurezza e l’efficienza. Tuttavia, il consumo e le emissioni rimangono elevati. Questo è particolarmente vero all’interno dell’UE, dove i camion rappresentano il 25% delle emissioni totali di CO₂ nel settore dei trasporti. Mentre i veicoli elettrici a batteria possono essere utilizzati in modo efficiente e rispettoso dell’ambiente nelle aree urbane, la tecnologia delle celle a combustibile è il fattore di successo per la logistica a emissioni zero su lunghe distanze e con carichi utili più elevati. Infatti, i veicoli commerciali elettrici puramente a batteria non sono adatti per l’uso quotidiano a causa dei lunghi tempi di ricarica e delle autonomie limitate dovute a densità energetiche inferiori. La batteria perde significativamente autonomia in caso di traffico intenso o ingorghi. Una sosta per il rifornimento, che richiede tempo, è economicamente inefficiente. Inoltre, un propulsore elettrico a batteria richiede compromessi sul carico utile possibile.

Alternativa al camion da 40 tonnellate con motore diesel

Pertanto, Freudenberg Sealing Technologies non vuole solo rendere il trasporto pesante a emissioni zero con le sue attività sulle celle a combustibile, ma anche creare soluzioni di propulsione economicamente sensate. Già lo scorso anno, l’azienda aveva avviato progetti di sviluppo per autobus e navi da crociera con partner come FlixBus e Meyer Werft. Ora Freudenberg vuole sviluppare e produrre soluzioni per camion nella categoria di peso dei 40 tonnellate insieme al convertitore di veicoli commerciali Quantron, per creare un’alternativa a basse emissioni rispetto ai camion pesanti convenzionali con motore diesel. È necessario testare i sistemi a celle a combustibile in prove di funzionamento continuo per verificarne la funzionalità, l’idoneità all’uso quotidiano e la robustezza del sistema. Il progetto è finanziato dal programma di ricerca energetica del Ministero dell’Economia, dello Sviluppo Regionale e dell’Energia dello Stato della Baviera ed è uno dei primi progetti a sostenere esplicitamente lo sviluppo di una cella a combustibile per l’uso in veicoli commerciali pesanti. Già a metà del 2021, un primo veicolo di prova con la nuova tecnologia di propulsione dovrebbe essere in circolazione sulle strade della Baviera. Il veicolo, chiamato Energon, è stato presentato al pubblico all’inizio di agosto.

“I camion a celle a combustibile sono l’unica alternativa economica e a emissioni zero che consente grandi carichi utili, autonomie significative e cicli di rifornimento rapidi”, afferma il Dr. Manfred Stefener, Vice President Fuel Cell Systems di Freudenberg Sealing Technologies. “Pertanto, siamo entusiasti di creare insieme a Quantron applicazioni a celle a combustibile specificamente orientate ai massimi punti di carico e operativi dei camion.”

Chiarezza di focus sul camion pesante

Le celle a combustibile per camion devono coprire profili di carico e operativi completamente diversi rispetto a quelle per automobili: un’auto percorre in media al massimo un’ora al giorno e rimane ferma per le restanti 23 ore. Pertanto, i sistemi per auto sono progettati per sole 5.000-8.000 ore di funzionamento. I sistemi per camion, invece, richiedono una durata minima di 35.000 ore. Infatti, i veicoli commerciali guadagnano il loro denaro esclusivamente in operazioni continue affidabili.

Con il focus sul camion pesante, il progetto attuale include ulteriori innovazioni. Queste comprendono, ad esempio, l’uso coerente di combinazioni di materiali ottimizzate per la durata e lo sviluppo delle interfacce per un’applicazione ottimizzata per lo spazio in un veicolo commerciale. In questo modo, le operazioni di manutenzione, riparazione e sostituzione possono essere eseguite con il minimo sforzo in qualsiasi momento e, grazie alla standardizzazione, è possibile coprire un massimo spettro di veicoli. I sistemi a celle a combustibile già disponibili sul mercato sono stati originariamente sviluppati per automobili. Per le applicazioni Heavy-Duty, tuttavia, tutti gli aspetti di design essenziali del sistema devono essere ottimizzati per lunghe durate.

“L’obiettivo è rendere la cella a combustibile adatta per una lunga durata e profili di carico pesante reali, mettere il diesel in ombra nei costi totali di proprietà [TCO] e portare sul mercato un’alternativa sostenibile e a emissioni zero nel trasporto pesante”, riassume il Dr. Stefener.

Freudenberg Sealing Technologies supporta da decenni i produttori di automobili e veicoli commerciali nel ridurre il consumo e le emissioni dei motori a combustione con innovazioni nel campo delle guarnizioni. A metà degli anni ’90, il gruppo Freudenberg è entrato nella ricerca di concetti di propulsione alternativi sviluppando componenti tecnicamente avanzati per celle a combustibile e batterie. L’azienda ha sviluppato, tra l’altro, membrane di diffusione del gas (GDL) pronte per la produzione in serie, umidificatori, soluzioni di filtraggio e guarnizioni per il pacco celle a combustibile.

Unica profondità di creazione di valore in casa

All’inizio del 2018, Freudenberg Sealing Technologies ha strategicamente ampliato questa competenza con l’acquisizione del produttore di celle a combustibile Elcore. In questo modo, l’azienda offre ora sia una competenza sistemica completa che una profonda creazione di valore nei componenti chiave della cella a combustibile. Poco dopo, l’azienda ha acquisito anche importanti competenze tecnologiche nel settore delle batterie attraverso la sua partecipazione nel produttore di batterie statunitense XALT Energy. In questo modo, l’azienda ha ottenuto una posizione unica nel mercato nel campo delle propulsioni alternative o elettriche con le due tecnologie future della batteria e della cella a combustibile.

Freudenberg Sealing Technologies ha quindi una profondità di creazione di valore unica sia per le batterie che per le celle a combustibile: la produzione di membrane di diffusione del gas, materiali di guarnizione ottimizzati per la permeazione e catalizzatori in casa costituisce la base per un’assemblaggio membrana-elettrodo (MEA) completamente integrato e il punto di partenza per la cella a combustibile per camion del futuro. “Assemblare solo componenti acquistati non è una soluzione per le celle a combustibile Heavy-Duty del futuro in grandi quantità”, afferma Claus Möhlenkamp, CEO di Freudenberg Sealing Technologies. Invece, l’azienda si occupa della progettazione dell’intero sistema e dello sviluppo mirato delle sue competenze in materia di materiali e design a livello di componenti e sistemi. “Con questo progetto di ricerca e sviluppo, perseguiamo in modo coerente la nostra strategia sulle celle a combustibile per applicazioni Heavy-Duty”, continua Möhlenkamp. “Grazie alla cooperazione con Quantron AG, possiamo portare i risultati di ricerca più recenti del gruppo Freudenberg per le celle a combustibile per camion su strada in tempi brevi.”

Foto © Freudenberg Sealing Technologies

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