Technologische Innovationen und Vorteile
Das Projekt „HyCoFC“ zielt darauf ab, eine Hybrid-Compound Bipolarplatte zu entwickeln, die aus einer Trägerfolie aus niedriglegiertem Stahl und einer leitfähigen Compound-Folie besteht. Diese Kombination vereint die Vorteile beider Materialien: Auf der einen Seite ermöglicht sie eine hohe Leitfähigkeit und mechanische Stabilität, auf der anderen Seite kann sie kostengünstig produziert werden und hat eine lange Lebensdauer. Bipolarplatten finden zum Beispiel in mobilen Anwendungen wie Nutzfahrzeugen, Bussen und sogar in der Luftfahrt Verwendung, wo sie als wesentlicher Bestandteil die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Brennstoffzellen beeinflussen und damit zur Effizienz und Reichweite von Brennstoffzellenfahrzeugen beitragen.
„Die Herstellung der Compound-Folie erfolgt über einen von Fraunhofer UMSICHT patentierten Prozess, der eine materialschonende Verarbeitung ermöglicht“, erklärt Dr.-Ing. Michael Joemann, Abteilungsleiter Elektrochemische Energiespeicher bei Fraunhofer UMSICHT. „Durch die gezielte Auswahl geeigneter Einsatzstoffe und die Feinabstimmung der Zusammensetzung können wir sowohl die elektrische und thermische Leitfähigkeit als auch die Verbindung zur Trägerfolie steuern.“
Die metallische Trägerfolie wird von thyssenkrupp Steel produziert. „Unsere Stahlfolien bieten eine hohe Festigkeit in Verbindung mit erheblichem Umformpotenzial. Durch Applikation einer Chromschicht auf die Stahloberfläche wird die Kompatibilität zur Compound-Folie verbessert“, so Tatjana Legchilo, Entwicklungsingenieurin von thyssenkrupp Steel.
FEV entwickelt und konstruiert die hybride Bipolarplatte aus Compound- und Stahlfolie und den zugehörigen Zellstapel – den so genannten Brennstoffzellen-Stack. Von dieser hybriden Konstruktion versprechen sich die Projektpartner Kostenreduktionen und eine hohe Lebensdauer.
Bedeutung und Ausblick
Die Hybrid-Compound Bipolarplatte bietet eine vielversprechende Lösung für die Herausforderungen in der Brennstoffzellentechnologie. Sie ermöglicht den Einsatz großformatiger Brennstoffzellen sowohl für mobile Anwendungen wie Nutzfahrzeuge als auch für stationäre Anwendungen. „Dank der intensiven Vorarbeiten und der weitreichenden Erfahrungen unserer Partner sind die Erfolgsaussichten sehr positiv“, betont Prof. Dr.-Ing. Arnold Gillner, Abteilungsleiter Business Development Forschungsmärkte vom Fraunhofer ILT.
Zu den Projektpartnern
Das Forschungsprojekt „HyCoFC“ wird von thyssenkrupp Steel, FEV, Schepers, cleanLASER sowie den Instituten Fraunhofer UMSICHT und Fraunhofer ILT durchgeführt. Es wird im Rahmen des Innovationswettbewerbs „Energie.IN.NRW“ der europäischen Regionalförderung gefördert.
thyssenkrupp Steel ist einer der weltweit führenden Anbieter von hochwertigen Stahlprodukten. Das Unternehmen mit Sitz in Duisburg, Deutschland, bietet innovative Lösungen für die Automobil-, Bau- und Elektroindustrie. Mit einem starken Fokus auf Nachhaltigkeit und technologische Innovationen setzt thyssenkrupp Steel Maßstäbe in der Stahlproduktion.
FEV ist ein global führender Anbieter von Engineering-Dienstleistungen und Innovationstreiber in verschiedenen Industrien. Gegründet 1978, bietet FEV technologische und strategische Lösungen für den gesamten Mobilitäts- und Transportsektor, die Luft- und Raumfahrt sowie den Energiesektor an. Durch seine Software- und Systemkompetenz nimmt das Unternehmen zudem eine Vorreiterrolle ein und macht intelligente Lösungen für jedermann erlebbar. FEV steht für herausragende technologische Expertise und nachhaltige Innovationen.
Schepers ist ein erfahrener Anbieter im Bereich Präge- und Druckformerstellung und deren Anwendungen. Das Unternehmen entwickelt und produziert hochpräzise Maschinen und Anlagen zur Herstellung von Druck- und Prägewerkzeugen., sowie Sonder-Prägekalander, die in verschiedenen Industrien, einschließlich der Metallverarbeitung und der Verpackungsindustrie, eingesetzt werden. Schepers ist bekannt für seine Innovationskraft und maßgeschneiderten, kundenspezifischen Lösungen.
Clean-Lasersysteme GmbH (cleanLASER) ist ein weltweit führender Anbieter von Lasersystemen für die industrielle Oberflächenbearbeitung und Reinigung. Das Unternehmen entwickelt hochpräzise und umweltfreundliche Lasertechnologien, die in verschiedenen Branchen wie der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie der Medizintechnik eingesetzt werden.
Das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT unterstützt Industrie und Gesellschaft beim Transfer in ein klimaneutrales und zirkuläres Wirtschaftssystem. Im Fokus der Forschung: Circular Economy, Green Hydrogen, Carbon Management und Local Energy Systems.
Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen ist eines der weltweit führenden Forschungs- und Entwicklungszentren für Lasertechnologie. Das Institut bietet umfassende Lösungen von der Entwicklung neuer Laserkomponenten bis hin zur Implementierung kompletter Lasersysteme für industrielle Anwendungen. Fraunhofer ILT ist bekannt für seine Innovationskraft und seine Beiträge zur Weiterentwicklung der Lasertechnologie.
