Brennstoffzellen-Forschung Hannover Messe Digital beleuchtet Brennstoffzellen-Zukunft

Die Fraunhofer-Gesellschaft schickt Experten in Sachen Brennstoffzellen-Fertigung ins virtuelle Messegeschehen. Sie demonstrieren, wie man die nötige Großserienfertigung auf die Reihe bringen kann.

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Wer im Wettbewerb um die Elektromobilität per Brennstoffzellentechnik die Nase mit vorne dabei haben will, der kommt um eine prozesssichere Serienfertigung der nötigen Komponenten nicht herum, meinen die Forschenden am Fraunhofer-IWU, -IPT und -IWS, die im Rahmen der Hannover Messe Digital 2021 ihre entsprechenden Lösungsvorschläge präsentieren. Das tut auch Not, heißt es weiter. Denn der European Grean Deal will Europa zum ersten klimaneutralen Kontinent machen. Deshalb soll es schon in gut zwei Monaten die erste Gesetzesvorschriften geben, die das Vorhaben unterstützen. Das heißt, das unter anderem bis 2030 die vom Verkehr verursachten CO₂-Emissionen um 55 Prozent reduziert werden müssen. Die Mobilität per Brennstoffzelle könne dazu ein wichtiger Wegbereiter sein. Denn sie ist in der Lage Fortbewegungsmittel vom Flugzeug über den Lkw sowie Regionalzüge bis hin zum Pkw zu anzutreiben.

Die Brennstoffzellen-Produktion muss automatisiert werden

Das Ziel des Instituts-Trios ist es der Brennstoffzelle umfassend zum wirtschaftlichen Durchbruch zu verhelfen. Das geschieht im Rahmen des Projekts Hokome, heißt es weiter. Im Fraunhofer-Live-Stream zeigen die drei Fraunhofer-Institute aus Chemnitz, Aachen und Dresden deshalb, wie man die Herstellung von Brennstoffzellen-Systemen günstiger bewerkstelligen kann. Man betont, dass mit den präsentierten Fertigungsalternativen 100 Kilowatt leistende Brennstoffzellen noch höchstens 5000 Euro kosten könnten, was immer noch eine Reduktion von 90 Prozent bedeutet. Die Voraussetzung sei aber die Abkehr von der noch manufakturartigen Produktion.

Diese effektiveren Produktionsmöglichkeiten können laut Dr. Ulrike Beyer, die am IWU die Wasserstoff-Task-Force leitet, pro Minute vier Brennstoffzellen-Stacks (mehrere hundert Einzelzellen kombiniert) herstellen. Deshalb fokussiere man sich auf die flottere Herstellung einzelner Komponenten. Dazu gehört, dass man die wichtigsten Bauteile – die Bipolarplatten und die Membran-Elektroden-Einheiten in Zukunft über Rolle-zu-Rolle-Verfahren produziert, wie Beyer erklärt. Damit käme man schon in den Bereich der industriellen Serienfertigung (siehe Bild unten).

Was die geforderte Hochskalierung der Herstellungsmenge von Brennstoffzellen betreffe, so prognostiziere der Marktführer Hyundai, dass man eine Fertigung von rund 200.000 Einheiten pro Jahr anstreben müsse, um das Wasserstoffauto kostentechnisch attraktiv zu machen.

Doch es mangelt laut Aussage der Experten nicht nur an der Automatisierung in der Fertigung sondern auch an schnelleren Qualitätskontrollen und einigen wichtigen Gliedern in der Lieferkette.

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