近年來，能源轉換的成功與氫技術的持續研究與投入越來越密切相關。近期《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》重磅印發，更是讓氫能源一躍成為了炙手可熱的競逐賽道。

為了確保能源轉型的成功，各國的科學家都在開發可持續、高效和經濟的能源生產和使用新技術，而氫技術在其中發揮著突出的作用。在能源效率和直接使用可再生能源的電力不足的地方，以對氣候友好的方式生產氫可以減少二氧化碳的排放。用可再生能源的電力在額外生產時間生產出來的氫可以取代煤炭。反過來，以氫為燃料的高峰負荷發電廠可以確保能源供應的安全。

德國弗勞恩霍夫激光技術研究所(Fraunhofer ILT)的科學家們也正進行各種項目的研究，以推進成本優化和以需求為導向的燃料電池系列生產，釋放其技術和經濟潛力。

該研究所的一個主要目標是使燃料電池可靠地投入批量生產。為此，德國Aachen的研究人員正在建立一個超過300平方米的實驗室空間的氫實驗室，這里將配置一系列廣泛的激光技術測試設備，并提供相關公共項目和工業合作的研究平臺。預計到2022年5月5日，新的氫實驗室就會首次向Aachen的“International Laser Technology Congress AKL'22”的參與者開放。

弗勞恩霍夫激光技術研究所對燃料電池的研發部署正緊鑼密鼓推進當中，他們希望提高燃料電池的成本效益，并實現按需批量生產。在一個項目中，其工作人員專注于研究用于生產燃料電池雙極板的激光工藝。通過選擇性地構造和涂覆雙極板，他們可以顯著地提高其效能，新流程充分體現出在密封性、可復制量產和縮短處理時間等優勢。而上述新的氫實驗室也為弗勞恩霍夫激光技術研究所的研究人員和科學界、工業界的合作伙伴提供了新的機會，將制造技術的過程結果與他們設定的性能和功能目標聯系起來。

據介紹，該實驗室占地300平方米，將為提供廣泛的基于激光的實驗設備。這些設備一方面包括了在制造金屬雙極板的工藝鏈上與激光有關的制造步驟：例如，用液壓機形成橡膠墊，使小批量生產雙極板成為可能。另一方面，這些設備也可用于構造超短脈沖激光器，用于激光涂層，以及高速焊接和切割。現有的測試設備可以用來評估激光制造的組件。利用直徑小于30 μm的高光束質量單模光纖激光器，通過局部功率調制的方式精確控制輸入元件的能量，采用自適應振蕩參數(振幅和頻率)，最終他們實現了高達140 mm/s的高進給速率。這一方案中，不僅實現了低能量輸入，也達到了薄壁鎳組件的最小熱變形。在這一過程中，他們使用氬氣作為保護氣體改善了焊接模式，并實現了表面無氧化的效果。

其實早在2020年，弗勞恩霍夫激光技術研究所(Fraunhofer ILT)就已經推出了一個圍繞氫技術創新的專業交流平臺：LKH2 -激光氫技術研討會(Laser Colloquium Hydrogen)。

未來，弗勞恩霍夫激光技術研究所還可以實施一系列圍繞這一方面創新的廣泛項目，一些正在進行的項目也可以轉移到新的氫實驗室。他們可以與燃料電池組件制造商合作，也可以與那些想要生產制造技術(如掃描儀或過程監控工具)的合作伙伴合作，或者與那些想要測試波束源的合作伙伴合作。

關鍵詞： 燃料電池 批量生產 氫實驗室 激光設備