Die Brennstoffzelle auf dem Weg zur Massenproduktion

Damit Brennstoffzellen ihren Weg in eine konkurrenzfähige Massenproduktion finden, ist eine deutlich effizientere Produktion notwendig. Diesem Projekt widmen sich nun Forscher des Fraunhofer Instituts gemeinsam mit Kollegen des Campus Schwarzwald.

Die Produktion der Zellen findet durch einen so genannten „hochgenauen Stapelprozess“ statt. Dafür werden abwechselnd Bipolarplatten und Membran-Elektrodeneinheiten aufeinandergesetzt und diese Schichten wiederum zu großen Stapeln oder Stacks zusammengefügt. Dabei muss darauf geachtet werden, dass es während des Vorgangs zu keinerlei Verschiebungen der einzelnen Schichten kommt, da jede Abweichung in einem Leistungsverlust des Brennstoffzellensystems resultiert.

Um diesen Vorgang so schnell und effizient wie möglich zu gestalten, wollen die Forscher bis 2023 einen Roboter entwickeln, der die Automatisierung des Prozesses ermöglicht. Dadurch ließen sich zudem die Produktionskosten um ein Vielfaches senken. Denn bisher ist die Produktion nur marginal automatisiert und aus diesem Grund sehr kostenintensiv und langsam. Das Resultat: Lkw und Pkw  mit Brennstoffzellenantrieb finden sich lediglich in hohen Preiskategorien wieder.

Der fertige Roboter soll nach Angaben der Entwickler dazu in der Lage sein, mehrere Stapel gleichzeitig zusammenzusetzen. Zu diesem Zweck wird er mit mehreren Armen ausgestattet sein. Die Lagen an Bipolarplatten und Membran-Elektrodeneinheiten werden während des Greifens eingescannt und die fertiggestellten Schichten dann gemäß ihrer Maße automatisch dem optimalen Stapel zugeordnet.

Die Forscher arbeiten darauf hin, dass sich die Herstellungsdauer einer Schicht, auf eine Sekunde reduziert. Ein Stapel aus 400 Brennstoffzelleneinheiten – beispielsweise eingesetzt in mit Wasserstoff betriebenen Lkw – wäre daraufhin in nur 13 Minuten fertiggestellt.

 

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