2026年2月17日，德国联邦研究、技术和空间部（BMFTR）议会国务秘书马蒂亚斯·豪尔正式批准了由弗劳恩霍夫激光技术研究所（ILT）协调、弗劳恩霍夫材料与材料研究所（IMM）提供技术支持的InnoWaerm项目。项目通过BMFTR的VIP+验证计划获得约150万欧元的资助，旨在加速将前沿科学研究转化为实用且具有商业可行性的氢能技术。
△这是弗劳恩霍夫ILT研究所InnoWaerm项目资金审批仪式的合影，照片中人物包括来自科研、政界和项目合作伙伴的代表。照片由弗劳恩霍夫ILT研究所提供
InnoWaerm专注于开发轻质且耐高温的钛铝合金反应器和热交换器，专为飞机和重型卡车等移动应用而设计。项目涵盖用于高效能源管理的传统热交换器，以及可直接从甲醇或氨等液态载体生成氢气的紧凑型微型反应器，为车载推进系统提供燃料。马蒂亚斯·豪尔表示：“通过《德国高科技议程》，我们为德国作为创新中心设定了明确的研究和经济政策方向。我们的目标是系统地将卓越的科研成果转化为可市场化的技术和社会应用。德国联邦数学、食品和技术研究部（BMFTR）的VIP+验证资助计划在研究和价值创造之间搭建了一座可靠的桥梁——面向所有研究课题和应用路径。VIP+资助的InnoWaerm项目就令人印象深刻地证明了这一点，创新的制造工艺将为未来具有竞争力和可持续性的交通运输做出重要贡献。我祝愿项目团队取得圆满成功。”
用于移动式氢气的轻型反应器工程设计
在为期 24 个月的项目中，弗劳恩霍夫激光技术研究所 (Fraunhofer ILT) 和弗劳恩霍夫材料与材料研究所 (FraunhoferIMM) 将把先进材料工程与氢系统技术方面的专业知识相结合。这项研究的核心是钛铝金属间化合物，这是一种以低密度、高温稳定性和耐腐蚀性著称的金属间合金。然而，脆性长期以来限制了可加工性。为了解决这个问题，ILT的研究人员进一步改进了激光粉末床熔融（LPBF）工艺，引入了一种特殊的预热策略，从而实现了这种材料的稳定加工。
△钛铝合金反应器。图片来自弗劳恩霍夫激光技术研究所。
项目负责人安德烈亚斯·沃格尔波特解释道：“钛铝合金属于金属间化合物，它兼具金属和陶瓷材料的特性。这种特殊的合金极其轻盈、耐热，但同时也很脆，难以加工。正因如此，它此前几乎无法用于制造复杂部件。而我们采用的激光熔化预热新技术，改变了这一现状。这使得制造出足够轻便的微结构反应器成为可能，适用于从飞机到农业机械等各种移动应用。”
聚焦航空和重型机动车辆应用
航空领域是InnoWaerm项目的主要应用领域之一。在飞机设计中，如何在满足严格的安全性和性能要求的前提下最大限度地减轻重量至关重要。InnoWaerm
的反应器旨在通过转化甲醇或氨等液态载体在机载上生成氢气。这种方法减少了对高压气态氢储存的依赖，并可能简化飞机结构中的集成。这项技术也适用于将燃料电池与化学能载体相结合的混合动力推进系统。除了航空领域，这套系统还可以助力重型运输和大型农业机械的脱碳——在这些领域，电池电动解决方案由于重量和能量密度的限制而面临诸多挑战。
在下一阶段，项目团队计划在实际运行条件下验证反应器，并展示工业化可扩展性。通过将先进的增材制造技术与氢能系统集成相结合，InnoWaerm 旨在为多个高负荷行业提供气候中和的出行解决方案。
△弗劳恩霍夫IMM研究所分散式和移动式氢能技术负责人冈瑟·科尔布博士（左）、德国联邦财政部和联邦技术研究部（BMFTR）议会国务秘书马蒂亚斯·豪尔以及弗劳恩霍夫ILT研究所InnoWaerm项目负责人安德烈亚斯·沃格尔波特在正式的资金批准仪式上合影。照片由弗劳恩霍夫ILT研究所提供。
局限与挑战
InnoWaerm项目面临多项技术和工业挑战。尽管采用了改进的LPBF预热策略，但钛铝合金的脆性仍然是一个核心制约因素；确保复杂微结构几何形状的材料完整性一致，对于安全性和性能都至关重要。高温运行、循环热负荷以及与燃料电池或化学载体的集成都会给部件带来额外的应力，因此需要进行严格的测试以验证实际工况下的可靠性。工业规模化是另一项关键挑战。要生产足够数量的轻质、耐高温反应堆，用于飞机、重型卡车或农业机械，就需要可重复的增材制造工艺、严格的质量控制以及与脆性金属间化合物合金兼容的后处理策略。氢动力移动系统的认证途径也增加了监管的复杂性，因为航空和运输管理部门要求在采用前提供详尽的结构和化学安全性证明。
增材制造氢能项目
各国政府和行业联盟都在支持氢能和增材制造项目，因为它们都致力于解决相同的核心技术限制：生产传统制造方式无法大规模实现的紧凑、轻便且热效率高的部件。例如，Lithoz公司利用3D打印技术开发了用于兆瓦级飞机氢电推进系统的氮化铝热交换器。这些部件采用复杂的内部几何形状，以最大限度地提高热管理效率，同时最大限度地减少质量，这是欧盟资助的TRIATHLON计划下航空推进系统脱碳的关键目标。
类似的研究也支撑着其他氢能项目的发展：Conflux Technology正在与空客合作，为 ZEROe 飞机计划中的氢燃料电池系统开发增材制造热交换器，计划目标是制造一款具有商业可行性的全电动氢动力客机。
来源：南极熊
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