Brennstoffzellenstacks: Durchbruch bei der automatisierten Montage

© Fraunhofer IWU
PEMFC Stack der Proton Motor Fuel Cell GmbH

Eines der größten Hindernisse für den Durchbruch der Brennstoffzellentechnologie sind die aktuell hohen Kosten im Vergleich zu etablierten Benzin- oder Dieselantrieben. Das liegt vor allem am Einsatz von nicht standardisierten Komponenten und der meist wenig automatisierten Produktion von Polymer- Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellenstacks (PEMFC-Stacks), dem Herzstück des Brennstoffzellensystems. Entwicklungsbedarf gibt es auf mehreren Ebenen, so bei den elektrochemisch aktiven Komponenten des PEMFC-Stacks, bei peripheren Komponenten des Brennstoffzellensystems und schließlich auf der Ebene der Stack- und Systembaugruppe.

Im EU-Projekt Fit-4-AMandA konzentrieren wir uns daher ge­meinsam mit Partnern auf die automatisierte Serienfertigung von PEMFC-Stacks und deren Komponenten. Die gewonnenen Erkenntnisse tragen dazu bei, Brennstoffzellensysteme kostengünstig in größeren Mengen herzustellen. In einem ersten Schritt erstellte das Projektteam zunächst ein Lasten- und Pflichtenheft für die zu entwickelnde automatisierte Stack- Montagelinie. Die darin verankerten Anforderungen an das geplante Produktionssystem ergeben sich u. a. aus dem angestrebten Automatisierungsgrad, der Handhabung fragiler Komponenten, dem Maschinendesign, dem Qualitätssicherungs­system und den speziellen Infrastrukturanforderungen. Die nach diesen Parametern entwickelte Anlage wurde im Juni 2019 beim Projektpartner Proton Motor in Puchheim aufgebaut und befindet sich derzeit im Testbetrieb. 

 

Nutzeffekte

  • Erhöhung der Fertigungskapazität von ursprünglich ca. 300 auf 5 000 bis 10 000 PEMFC-Stacks pro Jahr (je nach Stack-Größe)
  • Reduzierung der Montagezeit um ca. 95 Prozent
  • Reduzierung der Kosten für den reinen Montageprozess um mindestens 90 Prozent

 

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