Referenzprojekte

Das Ziel von AE2GEN ist die Entwicklung eines hochratenfähig produzierbaren, alkalischen Elektrolyseurs mit erhöhten Leistungsdichten und Kopplungsfähigkeit zu erneuerbaren Energien.

Im Projekt »Innovative Technologieentwicklung für eine wandelbare PEM-Stacks-Pilotlinie« entwickelt das Fraunhofer IWU das passive Hydroforming zur Herstellung von Bipolarplatten. Mit dem neuen Werkzeugsystem erfolgt anschließend eine umfassende Prozessanalyse, bei der technologische und wirtschaftliche Potenziale des Verfahrens identifiziert bzw. validiert und quantifiziert werden.

Konventionelle Prüfmethoden stoßen bei dünnen metallischen Folien, die u.a. in der Elektromobilität oder für Bipolarplatten verwendet werden, an Grenzen. Das erschwert die numerische Auslegung erheblich und erhöht die Ausfallraten. Projektziel ist die erstmalige Bereitstellung präziser mechanischer Kennwerte und neuartiger Materialmodelle für die FE-Simulation des Umform- und Versagensverhaltens dünner Folien (≤200 µm).

Bipolar-Halbplatten sind ein zentraler Bestandteil von Brennstoffzellenstacks (BP-HP). Ein Trend in der BP-HP-Fertigung zielt auf den Einsatz sehr geringer Blechdicken ab. Aktuell wird der Einsatz von dünnen BP-HPs mit Blechdicken von bis zu 50 µm angestrebt. Im Rahmen des Projekts wird der Einfluss des Schneidspaltes auf die Schnittflächenqualität dieser dünnen Edelstahlbleche untersucht.

Im Rahmen des Projekts wird eine Fertigungstechnik zur Herstellung von Profilwalzwerkzeugen entwickelt, die für Walzprägeprozesse wie die kontinuierliche und hochratenfähige Produktion von Bipolarplatten eingesetzt werden sollen.

Das Ziel des FuE-Verbundprojektes „Hydrocycle“ ist die Erforschung und Entwicklung eines wasserstoffbetriebenen Kleinfahrzeugs. Der in diesem Projekt vom Projektpartner WätaS Wärmetauscher Sachsen GmbH weiter zu entwickelnde, innovative Brennstoffzellen-Stack ist in dem Vorhaben die Schlüsseltechnologie. Die Erforschung neuer Fertigungsansätze und Funktionalitäten des BZ-Stacks wird durch das Fraunhofer IWU unterstützt.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens »Verfahrensvergleich zur Formgebung metallischer Bipolarplatten« konnten grundlegende Erkenntnisse über die Wirkzusammenhänge und Grenzen des Hohlprägewalzens von metallischen Bipolarplatten aus Edelstahlfolie erarbeitet werden. Das bisher wenig erforschte Verfahren bietet die Möglichkeit, höhere Produktionsraten als die derzeit eingesetzten Verfahren Hohlprägen und Blechhochdruckumformen zu erreichen.

Bipolarplatten für Brennstoffzellen werden nach aktuellem Stand der Technik überwiegend aus austenitischen Edelstählen mit einer Blechdicke im Bereich von 75 µm bis 100 µm hergestellt. Das Verhältnis von beanspruchtem Bauraum zur daraus erzielbaren Leistung kann mit einer Blechdickenreduzierung auf 50 µm weiter verbessert werden. Für die Herstellung dieser ultradünnen Bipolarplatten haben wir eine Prozesskette entwickelt.

Das Hohlprägewalzen ist ein effizientes und ressourcenschonendes Umformverfahren, das insbesondere bei der Herstellung komplexer Geometriestrukturen deutliche Vorteile gegenüber konventionellen Methoden bietet. Mit der BPPflexROLL wurde eine Anlage für die hocheffiziente Herstellung von Bipolarplatten (BPP) für Brennstoffzellen oder von Wärmetauscherplatten entwickelt. Zudem erweitert die flexROLLMAX das Produktionsspektrum auf großformatige und dickere Bauteile wie Elektrolyseurplatten. Sie erschließt als ›große Schwester‹ der BPPflexROLL neue Bereiche des Blechsektors für das Hohlprägewalzen von Bauteilen.

Drähte aus Formgedächtnislegierungen (FGL) können als Aktoren oder Sensoren eingesetzt werden. Für Anwendungen, bei denen Gewicht und Bauraum eine entscheidende Rolle spielen, ist eine elektrische Isolation der Drähte notwendig, um Miniaturisierung und Strukturintegration zu ermöglichen. Im Projekt KRÄFTE wurde ein Rolle-zu-Rolle-Verfahren zur kontinuierlichen Beschichtung von FGL-Draht mit Parylene entwickelt.