Innovatives Forschungsprojekt "RUBIN-DuSwaP" setzt neue Maßstäbe in der Brennstoffzellenfertigung
Im stetigen Streben nach effizienteren und nachhaltigeren Energielösungen gewinnt die Wasserstofftechnologie zunehmend an Bedeutung. Wasserstoff hat das Potenzial, unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren und den Weg für eine emissionsfreie Zukunft zu ebnen. Brennstoffzellen-Stacks, die den Wasserstoff in elektrische Energie umwandeln, sind ein wichtiger Teil dieser Entwicklung und stellen eine umweltfreundliche Energiequelle dar.
Das regionale RUBIN-Bündnis (Regionale unternehmerische Bündnisse für Innovation) “DuSwaP” arbeitet an einer effizienteren Herstellung von Brennstoffzellen-Stacks in Sachsen. Dazu werden ein neues Stackingkonzept und wasserstofffreie Prüfszenarien entwickelt.
Abb. 1: Die Bündnispartner beim Kick-off
Die Herausforderung in der Brennstoffzellenproduktion
Die Fertigung von Brennstoffzellen-Stacks ist technisch anspruchsvoll und teuer. Sie erfordert spezialisierte Materialien und Präzisionsarbeit, was zu hohen Produktionskosten führt. Diese Kosten sind ein Hindernis für eine flächendeckende Nutzung von Fahrzeugen und anderen Anwendungen, die auf der Brennstoffzellentechnologie basieren. Genau an dieser Problematik sieht das Bündnis erheblichen Handlungsbedarf und will an dieser Stelle aktiv werden.
Das Ziel von "RUBIN-DuSwaP"
Die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten RUBIN-Bündnisse haben das Ziel, die Zusammenarbeit zwischen Unternehmen, Hochschulen und Forschungseinrichtungen zu verbessern. Dadurch sollen gemeinsam innovative Lösungen mit hohem Anwendungspotenzial geschaffen werden.
Im Hinblick auf die erwartete Marktentwicklung für Wasserstoffanwendungen zielt „DuSwaP“ konkret auf die Forschung und Umsetzung von Fertigungslösungen für eine effiziente Produktion von Brennstoffzellen- und Elektrolysesystemen ab. Ein duales Stackingkonzept soll die Produktion von Brennstoffzellstapeln erheblich verkürzen. Hierbei erfolgt zunächst die Herstellung von Mini-Stacks, die dann in einem weiteren Schritt zu Gesamtstacks komplettiert werden. Dadurch verkürzen sich die Stapelzeiten, die Ausfallraten und der Reparaturaufwand werden reduziert.
Die Forschungsaktivitäten gliedern sich in die vier Kompetenzfelder „Dual Stacking“, „Wasserstoffarme Prüfung“, „Prozessüberwachung“ und „Demontage“, so dass nicht nur mehrere Stufen der Wertschöpfungskette betrachtet, sondern erstmals auch Konzepte für das Recycling sowie die Reparatur von Stacks adressiert werden.
Abb. 2: Prozessablauf (Quelle: DuSwaP)
Als einer von insgesamt 14 Partnern, befasst sich SITEC im Kontext stetig steigender Stückzahlanforderungen mit der Applikations- und Technologieentwicklung zum hochratenfähigen Laserschweißen von Bipolarplatten. Zusammen mit den Partnern XENON Automatisierungstechnik GmbH und KIESELSTEIN International GmbH wird zudem das kontinuierliche Dual Stacking beforscht.
Abb. 3: Konventionelles Stacking vs. Duales Stacking (Quelle: DuSwaP)
Weitere Informationen unter www.duswap.de.