Fertigung und Komponenten

Die MAN-Tochterfirma Quest One, ehemals H-Tec Systems, feierte Ende September 2024 die Einweihung ihres Gigahub im Norden Hamburgs. Sie will in großem Maßstab flexible PEM-Elektrolyseure mit meterhohen Stacks herstellen.

In Zeiten globaler Sensibilisierung gegenüber ökonomischen, aber vor allem auch ökologischen Themenstellungen wächst auch das Bewusstsein für energieeffiziente Gesamtlösungsstrategien über die komplette Wertschöpfungskette sowie eine nachhaltige Nutzung verfügbarer Ressourcen. Bevor es zu einer gewinnbringenden Massenfertigung von Bipolarplatten kommen kann, sind im Produktentstehungsprozess eine ganze Reihe von Entwicklungen und Voruntersuchungen nötig, um den optimalen Wirkungsgrad in Abhängigkeit des Designs und der Ausführung zu bestimmen. Da dies nicht allein mithilfe von Simulationen geschehen kann, sind experimentelle Untersuchungen unumgänglich.

Werkzeuge für das Stanzen, Prägen und Umformen von Blechmaterialien sind sehr anspruchsvoll. Bei der Herstellung sind teils Genauigkeiten im Bereich von 1 bis 2 µm gefordert. Der Schwierigkeitsgrad nimmt stark zu, je größer das Werkzeug und je dünner die Bleche werden. Ein Paradebeispiel hierfür sind Prägeplatten für die Blechteile von Bipolarplatten für Brennstoffzellen. Hierbei handelt es sich um dünne Strukturen aus verschweißten Blech-Halbschalen, die filigrane Strömungskanäle umschließen. Zusammen mit den dazwischen im Sandwichverfahren angeordneten Membran-Elektroden-Einheiten ergeben zahlreiche Lagen hintereinander die eigentlichen Stacks.

Bipolarplatten auf Kohlenstoffbasis können eine günstigere und zugleich skalierbare Alternative zu Titan sein, meinen Forscher des Fraunhofer Umsicht. Eine neue und patentierte kohlenstoffbasierte Bipolarplatte der Wissenschaftler besteht aus einer thermoplastischen polymergebundenen...

Am Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) hat eine Metallband-Pilotanlage für eine effiziente Beschichtung von Bipolarplatten für Elektrolyseure und Brennstoffzellen in Betrieb genommen. Das Institut ist nach eigenen Angaben führend in der...

H₂-Brennstoffzellensysteme haben sowohl für den Bereich der Mobilität als auch für stationäre Anwendungen maßgebliche Vorteile gegenüber bereits etablierten Technologielösungen. Insbesondere zeichnen sie sich durch den emissionsfreien Betrieb, eine lange Lebensdauer sowie hohe erreichbare Wirkungsgrade aus. Oft schrecken jedoch vergleichsweise hohe Anschaffungskosten potentielle Anwender ab. Um diese Kosten zu reduzieren, sollen großserientechnisch herstellbare Bipolarplatten besonders materialsparend gestaltet werden. Durch ein innovatives Kühlkonzept können Anwendungen nicht nur günstiger, sondern auch kleiner und leichtgewichtiger realisiert werden.

Geringes Gewicht und Volumen, gute Kaltstartfähigkeit sowie eine vergleichsweise günstige Serienproduktion sind Vorteile, mit denen metallische Bipolarplatten aufwarten können. Diese Kernelemente von Brennstoffzellen-Stacks übernehmen mit der Medienversorgung, elektrischen Anbindung und Kühlung entscheidende Aufgaben. Wie gut sie diese erfüllen, hängt unter anderem von der Sauberkeit des Materials sowie der gefügten Platte ab. Um eine möglichst effektive und wirtschaftliche Reinigung zu ermöglichen, hat Ecoclean Untersuchungen mit verschiedenen Verfahren durchgeführt.