Schaeffler hat mit der Enertect-Familie aktuell mehrere Schichtsysteme speziell für BPP-Module entwickelt. Eines basiert auf Platingruppenmetallen für sehr hohe Lebensdaueranforderungen, ein anderes auf einer kostengünstigen Kohlenstoffbeschichtung. Laut Daniel ein Vorteil für die Kunden: „Wir sind durch unsere Kompetenz in der Oberflächentechnik in der Lage, eine anwendungsspezifische Schichtentwicklung anzubieten und dabei Kosten und Leistung je nach Bedarf auszubalancieren.“
Aufgebracht werden die Schichtsysteme mit dem Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung, das sich – etwa in der Produktion von hochbelasteten Ventiltriebskomponenten – für die Großserienfertigung schon als geeignet erwiesen habe, so Daniel.
Ebenso wie bei EKPO hat man auch bei Schaeffler verstärkt die Hochskalierung der Produktion im Blick. So ging Anfang des Jahres am Stammsitz in Herzogenaurach eine Pilotanlage mit einer Jahresproduktion von mehr als 700.000 BPP-Modulen für Brennstoffzellenanwendungen in Betrieb. Die Anlage ist konstruktiv so ausgelegt, dass sich dort auch größere BPP für Elektrolyseure produzieren lassen. Die einzelnen Prozessschritte der von Schaeffler mit dem hauseigenen Sondermaschinenbau konzipierten Pilotanlage sind laut Daniel bereits hochautomatisiert. Dabei ist die Pilotanlage in ein neues H2-Kompetenzzentrum am Standort Herzogenaurach eingebettet. Dieses umfasst ein großes Testfeld für Elektrolyseurtechnologien sowie für Brennstoffzellen auf Komponenten-, Stack- und Gesamtsystemebene.
Dauerhaltbarkeit als Fokusthema
Die weitere Entwicklung treibt der Industrie- und Automobilzulieferer auf verschiedenen Ebenen voran: Neben dem Abschluss eines Joint Ventures mit Symbio, über das man bis 2030 jährlich rund 50 Millionen BPP produzieren will (siehe Interview auf Seite 45), hat man diverse Aktivitäten gestartet, um die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Fertigungsprozesse voranzutreiben. Daniel sieht unter anderem in der Kombination mit der MEA technisches Optimierungspotenzial im Umfeld der BPP. Hier steht vor allem das Thema Dauerhaltbarkeit der Komponenten im Fokus – laut dem Geschäftsbereichsleiter ein Kernthema für Schaeffler, in dem das über Jahre aufgebaute Know-how in Sachen Oberflächenbeschichtungen zum Tragen komme.
Zudem sieht er erhebliche Potenziale durch die Materialauswahl bei Substrat, Beschichtung und Dichtung sowie generell bei der Festlegung der genutzten Herstellprozesse und der Prozessführung. Auch der Materialeinsatz selbst lasse sich, etwa beim Substrat, durch die weitere Reduzierung der Blechstärke auf Dicken kleiner 100 µm optimieren.
Daniel ist überzeugt: „Unsere Kernkompetenzen in der Umformtechnik, den funktionalen Beschichtungen und der Fügetechnik sowie die hohe vertikale Integration mit eigenen Werkzeugen sind der Schlüssel zu einer erfolgreichen und optimierten Industrialisierung.“ Dabei hat man bei Schaeffler weitere Kernkomponenten definiert, die im Rahmen von Vorentwicklungsaktivitäten Richtung Serienreife entwickelt werden sollen. Als Beispiel nennt Daniel hier eine passive Wasserstoff-Rezirkulationseinheit.
Zudem beschäftigen sich die Ingenieure in Herzogenaurach mit dem Zusammenspiel der unterschiedlichen Brennstoffzellenkomponenten – sowohl im BZ-System als auch auf Gesamtfahrzeugebene. Auf diese Strategie zielt auch die Entwicklung einer Lernplattform hinsichtlich eines eigenen Brennstoffzellen-Komplettsystems für mobile Anwendungen ab. „Das hilft uns, die Anforderungen der höher integrierten Ebenen und auch deren Wechselwirkung auf unsere Komponenten und Subsysteme zu verstehen und unsere Kunden auch hier unterstützen zu können“, erläutert Daniel.
Spritzgussmaschinen für Graphit-BPP
Mit der Herstellung von graphitischen BPP beschäftigt man sich bei Eisenhuth – und das schon seit 2006. Das Unternehmen aus Osterode am Harz hat sich in den vergangenen beiden Jahren vor allem zwei Schwerpunkte gesetzt, wie Geschäftsführer Dr. Thorsten Hickmann berichtet: „Zum einen haben wir unsere Spritzgusstechnologie optimiert und können jetzt auf vergleichsweise kleinen Spritzgussmaschinen die Graphit-BPP herstellen, auf eine Art und Weise, wie Standard-Kunststoffbauteile hergestellt werden können. Der zweite Weg ist die konsequente Weiterentwicklung der Endlos-Fertigung von Graphit-Compound-Platten mit allen Materialkombinationen: für Hochtemperaturanwendungen, die Anwendungen in aggressiven Medien oder Standardapplikationen.“
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