国际绿色氢联盟

9月10日和11日，弗劳恩霍夫激光技术研究所主办第五届氢能激光学术研讨会（LKH2）。由于没有任何一个国家、公司或研究机构能够独自完成向可持续制氢的过渡，因此该研讨会再次聚焦于促进可持续网络建设。因此，来自工业界和研究领域的众多专家再次齐聚亚琛，交流思想并共同制定解决方案。今年会议的亮点之一将是德国-澳大利亚HyGATE项目的介绍。

弗劳恩霍夫 IFAM 开发的金属泡沫特写。金属泡沫电极增加了反应表面，提高了导热性，从而提高了制氢效率

研究所接合与切割部门负责人兼LKH2组织者Alexander Olowinsky博士解释说：当前，生产氢气以及压缩、运输氢气并将其转化为电能或机械能的过程效率仍然太低。提高制氢工艺效率是LKH2的首要主题之一，也是贯穿所有演讲的主线。

Alexander Olowinsky 博士解释了激光技术在提高制氢效率方面的重要性

近20场演讲中涉及的各种主题显示了整个制氢工艺链中高效激光工艺的范围。来自悉尼附近澳大利亚Unanderra的Hysata 私人有限公司首席制造工程师Robert McConville的演讲引起与会者的特别兴趣。据该公司称，目标是在不远的将来提供廉价的绿色氢气。

来自澳大利亚伍伦贡大学的一家衍生公司开发出了一种毛细管电解槽。在这种电解槽中，细小的毛细管可以均匀地分配水。这种电解槽的系统效率高达95%（41.5千瓦时/千克）。与目前最好的商用水电解槽相比，碱性电解槽生产一公斤氢气所需的能量要少得多。经实践证明，Hysata电解槽的效率高于国际可再生能源机构（IRENA）为2050年设定的效率目标（42千瓦时/千克）。

汇集德国和澳大利亚的专业知识

下一步是开始高效的大规模生产，这是“德国-澳大利亚氢创新与技术孵化器（HyGATE）”资助计划的一部分。自2023年6月以来，澳大利亚和德国一直在建设世界上首个可持续氢供应链。在亚琛，Hysata公司的首席工程师McConville还将解释德国生产技术在进入电解槽高效生产领域中的作用。他的演讲在两个方面具有可持续性。他解释说：当我们谈论可持续发展和未来的能源供应时，我们不能派一个演讲者飞越半个地球到这里来演讲。

激光是McConville演讲的重点：研究所正在一个生产技术子项目中开发基于激光的工艺和系统，例如用于加工金属泡沫电极。位于德累斯顿的弗劳恩霍夫制造技术和先进材料研究所（IFAM）的这一研发成果，提高了反应表面和热传导率，从而提高了效率。

从金属板生产到激光诱导纳米泡沫

在其他来自工业界和研究领域的发言中，与会嘉宾还看到通往绿色氢能未来的其他同样令人兴奋的道路：演讲者介绍如何开始大规模生产双极板和燃料电池、如何制作最佳涂层以及如何监控复杂的激光工艺。20多场演讲所涉及的各种主题说明了激光技术在整个制氢工艺链中的应用范围。

德国迄今为止最大的整个氢气工艺链试验场展示了电解槽和燃料电池的批量生产

例如，ANDRITZ Kaiser GmbH的Stefan Kaiser介绍高精度光束偏转在双极板激光微焊接中的优势。来自Fraunhofer ILT的Stoyan Stoyanov向与会者展示如何使用超短脉冲激光切割这些金属板。Fraunhofer Heinrich Hertz Institute HHI的Eike Hübner解释为什么用激光产生的纳米泡沫（激光诱导纳米泡沫，LINF）特别适用于催化转换器。西门子公司的David Janssens指出可调谐二极管激光吸收技术和基于人工智能的分析系统管理，如何有助于高产能生产高质量的绿色氢气。

提高效率的关键

参与者还可以通过参观实验室了解当前的研究状况。通过氢实验室，弗劳恩霍夫国际技术研究所为燃料电池从基础到批量生产的优化创造了最佳条件。氢能实验室专为跨学科合作而设计，为公共项目和工业合作提供空间，以实现协同效应。弗劳恩霍夫的科学家们在这里进行燃料电池成本优化和以需求为导向的批量生产研究，并加速在工业和社会中的推广。占地 300平方米的氢实验室拥有用于生产金属和复合双极板的激光技术测试设备。它为用户提供了超短脉冲激光、激光涂层以及高速焊接和切割系统。试验台测试激光生产部件的氢气密封性和效率。

业界应该如何回应对制氢工艺效率的批评，这是第五届亚琛 LKH2 会议要回答的主要问题之一。Olowinsky博士解释说：我们正在展示激光技术如何提高制氢效率。它是优化工艺和组件的决定性关键和最重要的工具。

HyGATE：德国-澳大利亚氢能联盟

HyGATE资助措施由德国联邦教育与研究部与澳大利亚可再生能源机构共同制定。德国将为双边项目提供高达3960万欧元的资金，而澳大利亚将提供高达5000万澳元（3200万欧元）的资金。在澳大利亚，ARENA代表澳大利亚政府（工业、科学、环境和资源部，DISER）协调合作；在德国，项目管理机Jülich代表德国联邦预算和财政部负责协调。由澳大利亚公司 Hysata Pty Ltd牵头的“高效‘毛细管’电解槽试点项目（CFE试点）”于2023年6月启动，是澳大利亚资助约890万澳元（550万欧元）、德国资助超过600万欧元的四个项目之一。

作者：Alexander Olowinsky、Katharina Schulte（弗劳恩霍夫激光技术研究所）

来源：荣格-《国际工业激光商情》

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