Die Westfälische Hochschule und das Unternehmen ProPuls entwickeln im Rahmen des Forschungsprojekts H2SME einen neuartigen Brennstoffzellenstack für stationäre Anwendungen. Grundlage ist ein patentiertes Verfahren zur hydraulischen Verpressung elektrochemischer Zellen, das bislang bei Hochdruck-Elektrolyseuren eingesetzt wurde. Nun wird es erstmals auf Brennstoffzellen übertragen.
Hydraulische Verpressung für gleichmäßige Zellbelastung
Bei dem Verfahren wird jede einzelne Zelle eines Stacks von einer Hydraulikflüssigkeit umspült. Durch Druck auf die Flüssigkeit entsteht eine gleichmäßige Verpressung aller Zellen – unabhängig von Zellgröße oder Temperatureinflüssen. Gleichzeitig dient die Flüssigkeit zur Wärmeabfuhr. Projektkoordinator Dr. Florian Josef Wirkert vom Energieinstitut der Westfälischen Hochschule erklärt: „Durch die Übertragung dieses innovativen Ansatzes auf die Entwicklung von Brennstoffzellen, erhoffen wir uns eine Steigerung im Gesamtwirkungsgrad als auch in der Langzeitstabilität.“
Ziel ist ein Stack mit 30 Zellen, jeweils 500 Quadratzentimeter Aktivfläche, und einer elektrischen Leistung von bis zu 7,5 Kilowatt. Parallel untersuchen die Forschenden den Einsatz kostengünstiger Katalysatormaterialien, um den Einsatz teurer Rohstoffe wie Platin oder seltener Erden zu reduzieren.
Teststand für 1.000-Stunden-Betrieb geplant
Die ProPuls GmbH, eine Ausgründung der Westfälischen Hochschule, entwickelt im Projekt eine passende Testinfrastruktur. Geplant ist ein mindestens 1.000 Stunden dauernder dynamischer Betrieb des entwickelten Stacks. „Auf dem geplanten Teststand wollen wir den im Projekt entwickelten industrienahen Stack dann mindestens 1.000 Stunden dynamisch betreiben“, sagt Philipp Neuhaus, Teamleiter MSR-Technik bei ProPuls. Die Ergebnisse sollen in den kommenden drei Jahren als Grundlage für weitere Entwicklungsschritte dienen.
Das Projekt ist Teil der Transfer-Initiative H2Raum, die durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Programms „T!Raum – TransferRäume für die Zukunft von Regionen“ gefördert wird. Ziel ist es, in strukturschwachen Regionen wie dem Ruhrgebiet Wasserstoffakteure zu vernetzen und gemeinsame Projekte zu fördern.
Die Westfälische Hochschule forscht seit über 20 Jahren im Bereich Wasserstofftechnologie. Seit dem Wintersemester 2024/25 bietet sie den Studiengang „Wasserstoffsysteme und Erneuerbare Energien“ an. Zudem entsteht mit dem „H2 Solution Lab“ ein neues Wasserstofflabor in Gelsenkirchen, gefördert im Rahmen des 5-StandorteProgramms von Bund und Land Nordrhein-Westfalen.
