Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat eine Forschungsplattform entwickelt, mit der sich Produktionsverfahren für Brennstoffzellen optimieren lassen. Anlass ist die Umstellung des Schwer- und Nutzfahrzeugsektors auf emissionsfreie Antriebe, welche das Produktionsvolumen von Brennstoffzellen steigern werden, wie das Fraunhofer ISE mitteilt.
Für 20.000 LKW geht das Fraunhofer ISE von einem jährlichen Produktionsvolumen des elektrochemischen Herzstücks der Brennstoffzelle, der Membran-Elektroden-Einheit (MEA), von 1,2 Millionen Quadratmetern aktiver MEA-Fläche aus. Für den Elektrolysehochlauf werden laut Fraunhofer ISE pro Gigawatt Zubau 25.000 bis 35.000 m² katalysatorbeschichtete Membran benötigt. Diese Mengen sind mit den heutigen Herstellungsverfahren jedoch nicht erreichbar. Deshalb müssen bestehende Anlagenkonzepte angepasst und skalierungsfähige Produktionsmethoden entwickelt werden.
Um die für den Markthochlauf notwendige Skalierung zu erreichen, setzt das Fraunhofer ISE auf kontinuierliche Rolle-zu-Rolle-Prozesse. Das Ziel besteht darin, eine Durchlaufgeschwindigkeit von 10 Metern pro Minute zu realisieren – ein Wert, mit dem die Industrie gut umgehen kann.
Die komplette Produktionskette wird in industrienahen Pilotanlagen im Wasserstoff-Technikum des Fraunhofer ISE erprobt. »Wir sind das weltweit einzige Forschungsinstitut, das Produktionsanlagen in industriellem Maßstab inklusive Mikrostrukturanalyse und Charakterisierung von MEAs im Teststand zur Verfügung hat, was einen schnellen Transfer aus dem Labor in die Fertigung erlaubt«, erklärt Ulf Groos, Abteilungsleiter Brennstoffzelle am Fraunhofer ISE.
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