Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
FastPeM - Senkung der Produktionskosten von Brennstoffzellen
In Kürze
Der Fokus des Projekts FastPeM: Beschleunigtes Prüfverfahren für eine Massenproduktion von Brennstoffzellen-Stacks liegt auf den der Brennstoffzellen-Stackfertigung nachgeschalteten Prüfprozessen und deren Optimierung.
Im Detail
Im Bereich der Mobilität bietet der Einsatz einer Brennstoffzelle zum Betrieb eines Elektromotors klare Vorteile gegenüber herkömmlichen Verbrennungsmotoren: Der Brennstoffzellenantrieb weist einen höheren Wirkungsgrad auf und vermeidet lokalen Schadstoffausstoß. Durch Nutzung von erneuerbarem Wasserstoff für den Betrieb der Brennstoffzelle kann auch in der Gesamtbilanz (Well-to-Wheel) die Emission von Treibhausgasen deutlich verringert werden. Im Vergleich zu batteriebetriebenen Fahrzeugen punktet Wasserstoff mit kürzeren Betankungszeiten und größeren Reichweiten, was insbesondere im Schwerlastverkehr von großer Bedeutung ist.
Während heutige Forschung und Entwicklung vor allem auf die zeit- und qualitätskritischen Stapelprozesse fokussiert sind, werden die nachfolgenden Prozessschritte der Brennstoffzellen-Stackfertigung oft vernachlässigt. Das Fraunhofer IPA setzt in dem Teilprojekt FastPeM hingegen den Fokus auf diese ebenfalls relevanten nachgelagerten Prozessschritte, insbesondere auf die zeitintensive End-of-Line-Qualitätskontrolle. Um die Produktion ganzheitlich zu betrachten, werden die Prozessschritte Komprimieren und Verspannen, Dichtheitsprüfung, Finalisieren sowie Einfahren und Prüfen untersucht. Hierzu wird ein vorhandener Stacking-Demonstrator um die zu untersuchenden Prozessschritte und den dafür zu entwickelnden Prüfstand erweitert sowie durch einen digitalen Zwilling ergänzt. Auf diese Weise können sowohl die einzelnen Prozessschritte analysiert als auch ihr Einfluss auf die Qualität des Endprodukts überprüft werden. Daraus werden auch Maßnahmen zur Verbesserung des gesamten Produktionsprozesses abgeleitet, mit dem Ziel, die Brennstoffzellenproduktion für die Massenproduktion zu optimieren.
Das Projekt FastPeM ist ein Teilprojekt des Forschungsprojektes H2BlackForest. Die Ergebnisse des Forschungsprojekts H2BlackForest sollen zur Schonung der natürlichen Ressourcen sowie zur Minderung von Umweltbelastungen innerhalb und außerhalb Deutschlands im Sinne von Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit beitragen. Insbesondere soll es die Region Nordschwarzwald dabei unterstützen, zur Modellregion für Energieeffizienz und Nachhaltigkeit im ländlichen Raum zu werden.
Fördergeber
Gefördert durch das Ministerium für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg
