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Halber Preis Hohlprägewalzen stellt Bipolarplatten wirtschaftlicher her

Quelle: Fraunhofer IWU 3 min Lesedauer

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Profiroll Technologies GmbH
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
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MaSuB GmbH - Maschinen für die Schweißnahtvorbereitung und Blechbearbeitung

Brennstoffzellen und Elektrolyseure stehen aufgrund der Mobilitäts- und Energiewende hoch im Kurs, sind aber noch relativ teuer machbar – noch ...

Jetzt könnten die Preise für Bipolarplatten, wie sie in Elektrolyseuren und Brennstoffzellen verwendet werden, ein Stück weit in den Keller purzeln. Denn Forscher am Fraunhofer IWU können sie per Hohlprägewalzen wesentlich schneller herstellen ...(Bild: Fraunhofer IWU)
Jetzt könnten die Preise für Bipolarplatten, wie sie in Elektrolyseuren und Brennstoffzellen verwendet werden, ein Stück weit in den Keller purzeln. Denn Forscher am Fraunhofer IWU können sie per Hohlprägewalzen wesentlich schneller herstellen ...
(Bild: Fraunhofer IWU)

Brennstoffzellen zur Erzeugung von elektrischer Energie – beispielsweise für Elektroautos – haben einen hohen Wirkungsgrad, wenn sie Wasserstoff und Sauerstoff nutzen. Und Elektrolyseure kehren diesen Vorgang um. Sie spalten nämlich Wasser mithilfe elektrischer Energie in Wasserstoff und Sauerstoff. Beide Systeme benötigen sogenannte Bipolarplatten (BPP), die die Wandlungskomponenten MEA (Membran-Elektroden-Einheit, in Brennstoffzellensystemen) und CCM (Catalyst Coated Membrane, in Elektrolyseuren) umschließen. In einem Brennstoffzellenstack ermöglicht der doppelwandige Aufbau der Bipolarplatten das Strömen von Sauerstoff und Wasserstoff zu beiden Seiten der MEA und eine Wasserkühlung des Stacks. Das Problem sei aber, dass derzeit die teure Herstellung der Bipolarplatten die Anwendung der Wasserstofftechnik und somit auch den breiten und günstigen Einsatz von Brennstoffzellenautos mit Wasserstoffantrieb ausbremsten. Erst durch eine günstigere Serienfertigung der Kernkomponente kann dieses Potenzial gehoben werden, wie Forscher vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU erklären. Jetzt könnte die Wende kommen ...

Rund 120 Bipolarplatten pro Minute fertigen können

Die Ursachen für die hohen Kosten der metallischen BPP liegen unter anderem in der diskontinuierlichen Batch-Fertigung. Doch mit der sogenannten „BPPflexRoll“ habe man am IWU in Chemnitz mit dem Industriepartner Profiroll Technologies eine prototypische Anlage zum Hohlprägewalzen der Bipolarplatten entwickelt, die kontinuierlich arbeite. Die Fertigungslinie befindet sich am IWU im Einsatz. Sie verfügt bereits über eine Steuerungstechnik und ein Bedienkonzept, die in wesentlichen Punkten einer industriellen Anlage entsprechen, wie betont wird.

Die Anlage besteht aus drei Walzgerüsten und benötigt eine Aufstellfläche von 4.500 x 3.300 Millimetern. Bipolarplatten bestehen aus jeweils zwei Edelstahl-Halbplatten, auf die, wie oben bereits erwähnt bisher in einem diskontinuierlichen Umformungsprozess die nötigen Strukturen für den Gasfluss und die Wärmeabfuhr eingeprägt bekamen. Später wurden die Hälften gefügt. Doch das Hohlprägewalz-Verfahren hat, wie die Forscher glauben, nun das Potenzial, diese diskontinuierlichen Prozessketten respektive Fertigungsschritte durch ein kontinuierliches Verfahren abzulösen. Das steigert den Output un damit die Wirtschaftlichkeit. Pro Minute lassen sich bis zu 120 BPP-Halbplatten fertigen. So könnte man die bisherigen Herstellkosten für Bipolarplatten etwa halbieren, so die Preisprognosen.

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