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Brennstoffzellen-Forschung Die Brennstoffzellen-Fertigung soll günstiger werden

Redakteur: Peter Königsreuther

Einen Durchbruch bei der Montage von Brennstoffzellen-Stacks vermelden Forscher des Fraunhofer IWU aus Chemnitz. Das hat es damit auf sich...

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Die Brennstoffzellentechnik drückt andere Antriebskonzepte vielleicht bald an die Wand. Lediglich die hohen Kosten im vergleich zu den durchentwickelten Verbrennern bremsen die Durchsetzung, heißt es. Vor allem weil es an der Standardisierung der Komponenten und der Produktionsautomatisierung mangele. Hier ein PEMFC-Stack (Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen-Stack) von Proton Motor Fuel Cell GmbH. Die Herstellung der Stacks wird im Rahmen eines Forschungsprojektes am Fraunhofer IWU in Chemnitz automatisiert, um diese günstiger zu machen.
Die Brennstoffzellentechnik drückt andere Antriebskonzepte vielleicht bald an die Wand. Lediglich die hohen Kosten im vergleich zu den durchentwickelten Verbrennern bremsen die Durchsetzung, heißt es. Vor allem weil es an der Standardisierung der Komponenten und der Produktionsautomatisierung mangele. Hier ein PEMFC-Stack (Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen-Stack) von Proton Motor Fuel Cell GmbH. Die Herstellung der Stacks wird im Rahmen eines Forschungsprojektes am Fraunhofer IWU in Chemnitz automatisiert, um diese günstiger zu machen.
(Bild: Fraunhofer IWU)

Eines der größten Hindernisse für den Durchbruch der Brennstoffzellen-Technik sind laut Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) die noch hohen Kosten im Vergleich zu den etablierten Benzin- oder Dieselantrieben. Das liege vor allem daran, dass man bei dieser Antriebsalternative noch nicht durchgängig auf standardisierte Komponenten setze und außerdem meist wenig automatisierte Produktionsprozesse hinsichtlich der benötigten Polymer- Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen-Stacks (PEMFC-Stacks), dem Herzstück des Brennstoffzellen-Systems zur Verfügung habe. Entwicklungsbedarf, so das IWU, gibt es außerdem noch auf mehreren Ebenen. Das betrifft beispielsweise die elektrochemisch aktiven Komponenten des PEMFC-Stacks, die peripheren Komponenten des Brennstoffzellen-Systems und schließlich die Stack- und Systembaugruppe.

Erste Produktionstests laufen schon in Puchheim

Im EU-Projekt „Fit-4-AMandA“ konzentriere man sich mit Partnern deshalb auf die automatisierte Serienfertigung von PEMFC-Stacks und deren Komponenten. Die gewonnenen Erkenntnisse solle ihren Teil dazu beitragen, um Brennstoffzellen-Systeme in Zukunft in größeren Mengen und damit billiger herzustellen. In einem ersten Schritt stellte das Projektteam zunächst ein Lasten- und Pflichtenheft für die zu entwickelnde automatisierte Stack- Montagelinie zusammen, heißt es. Die darin verankerten Anforderungen an das geplante Produktionssystem ergeben sich unter anderem aus dem angestrebten Automatisierungsgrad, der Handhabung fragiler Komponenten, dem Maschinendesign, dem Qualitätssicherungssystem und den speziellen Infrastrukturanforderungen, so das IWU. Die nach diesen Parametern entwickelte Anlage wurde im Juni 2019 beim Projektpartner Proton Motor in Puchheim aufgebaut und befindet sich derzeit im Testbetrieb.

Das sind die gesteckten Ziele:

  • Erhöhung der Fertigungskapazität von ursprünglich circa 300 auf 5000 bis 10-000 PEMFC-Stacks pro Jahr (je nach Stack-Größe);
  • Reduzierung der Montagezeit um rund 95 %;
  • Kostensenkung für den reinen Montageprozess um mindestens 90 %.

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