Forscher ermöglichen automatische Massenfertigung von Brennstoffzellen

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Digitaler Zwilling überwacht Highspeed-Montage der Brennstoffzellen

Geschwindigkeit und Präzision stellen aber auch besondere Anforderungen an die Hardware der beiden Roboter und den Aufbau der gesamten Zelle, heißt es weiter. So bestehen die eigens für das Forschungsprojekt entwickelten Sauggreifer aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK), damit die zu beschleunigende und zu verzögernde Masse möglichst gering ist. Um zu verhindern, dass die Roboter oder die Komponenten der Einhausung durch die schnellen Bewegungen in Schwingungen versetzt werden, welche die Präzision beeinträchtigen können, stabilisiert eine schwere Bodenplatte die Roboterzelle. Denn jede Schwingung beeinträchtigt die Bildgebung und erschwert so das präzise Greifen und Ablegen der Brennstoffzellen-Komponenten. Deshalb sind die Kameras separat befestigt und nicht mit der Einhausung verbunden. Ein digitaler Zwilling – also ein virtuelles Abbild der Produktion – dokumentiert die Hochgeschwindigkeitsmontage der Brennstoffzellenstacks dabei in Echtzeit. Mithilfe der so ermittelten Daten ließe sich einerseits simulieren, wie sich die fertigen Stacks später in der Realtität verhielten. Anderseits könne mit den Daten eine Simulation durchgeführt werden, die bei der Qualitätskontrolle der Bipolarplatten und Membranelektrodeneinheiten unterstützen könne.

Die Brennstoffzellen-Bau-Roboterduo steht als Prüfstand parat ...

Die fertige Roboterzelle befindet sich derzeit auf einem Versuchsfeld des Campus Schwarzwald in Freudenstadt und soll künftig vor allem kleinen und mittelständischen Unternehmen als Prüfstand dienen, damit sie ihre Produkte testen können, wie die Beteiligten informieren. Damit habe man auch den Grundstein für ein zukünftiges Forschungszentrum für biointelligente Wasserstoff-Kreislaufwirtschaft im Schwarzwald gelegt. Die Experten wollen so die Wasserstofftechnologie gemeinsam mit Unternehmen in Baden-Württemberg für die mobile und stationäre Nutzung als Energieträger nutzbar machen.

So sieht die Roboterzelle für den schnellen Aufbau von Brennstoffzellen-Stacks im Ganzen aus. Sie steht jetzt auf einem Versuchsfeld des Campus Schwarzwald in Freudenstadt bereit, damit KMU ihre Produkte in Sachen Wasserstofftechnik und Brennstoffzellen vorab testen können.(Bild: Fraunhofer-IPA / R. Bez) — So sieht die Roboterzelle für den schnellen Aufbau von Brennstoffzellen-Stacks im Ganzen aus. Sie steht jetzt auf einem Versuchsfeld des Campus Schwarzwald in Freudenstadt bereit, damit KMU ihre Produkte in Sachen Wasserstofftechnik und Brennstoffzellen vorab testen können.
(Bild: Fraunhofer-IPA / R. Bez)

Am Forschungsprojekt „H2FastCell“, das nun beendet wurde, waren außer dem Fraunhofer-IPA und dem Campus Schwarzwald noch weitere fünf Unternehmen aus Baden-Württemberg mitgearbeitet. Darunter der Softwareentwickler ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH aus Stuttgart, der Vakuumtechnikhersteller J. Schmalz GmbH aus Glatten im Nordschwarzwald, der Sensorproduzent I-mation GmbH aus Rottweil, der Maschinen- und Anlagenbauer Teamtechnik Maschinen und Anlagen GmbH aus Freiberg am Neckar und der Automatisierungstechniker Weiss GmbH aus Buchen im Odenwald. Das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg förderte das Vorhaben mit rund 2,3 Millionen Euro.

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Stand: 08.12.2025

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