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HyFaB-Projekt: Forschungsfabrik für Wasserstoff und Brennstoffzellen

Die deutsche Brennstoffzellen-Technologie ist reif für den Markt und bietet ein großes Wertschöpfungspotential. Um sie in großen Stückzahlen, wie für die automobile Großserienproduktion typisch, in den Markt zu bringen, entwickelt das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) mit dem Projekt „HyFaB“ automatisierte Fertigungs- und Qualitätssicherungsverfahren für Brennstoffzellen-Stacks.

von | 20.08.20

Weitere Themen sind Fabrikabnahmetests, Inbetriebnahmen sowie die Qualifikation von Fachkräften. HyFaB bindet neben der Automobil- und Brennstoffzellen-Zulieferindustrie auch Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau ein. Dazu fördert das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg den Aufbau der Infrastruktur mit einem neu zu errichtenden Gebäude mit 3.600 m2 am ZSW Standort Ulm. Die Inbetriebnahme ist für Anfang 2022 geplant. Wirtschaftsministerin Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut übergab dem ZSW am 19. August 2020 den Förderbescheid über 10,5 Mio.€.
Hochleistungsbrennstoffzellen-Stacks sind komplexe Konstruktionen. Sie bestehen aus hunderten von Einzelzellen, mit Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs) mit 10 Mikrometer dünnen Membranen. Diese müssen mit Bipolarplatten mit knapp 1 Millimeter Bauhöhe und filigranen Gasverteilerstrukturen plus den Gasdiffusionslagen aus porösem Kohlefaservlies aufeinander abgestimmt, geprüft und mit höchster Präzision zu einem Stapel – dem sog. Brennstoffzellen-Stack – zusammengefügt werden. Hierfür bedarf es grundlegend neuer Produktionsprozesse für eine künftige Massenproduktion.
Mit HyFaB entsteht eine weltweit einzigartige Forschungsplattform, die einen modularen und weitestgehend format- bzw. bauteilflexiblen Ansatz verfolgt. Dadurch können einzelne Prozessschritte für verschiedene Brennstoffzellen-Stack-Designs voneinander unabhängig entwickelt werden. Der Schwerpunkt der Arbeiten der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am ZSW liegt auf der Entwicklung von Einzelprozessen zur Qualifizierung, Handhabung, Herstellung und Qualitätssicherung von Materialien, Komponenten und Brennstoffzellen-Stacks. HyFaB bietet Unternehmen Orientierung beim Einstieg in die Brennstoffzellentechnologie sowie bei der zügigen Umsetzung von Produkten. In der ersten Phase wird das ZSW in Ulm um ein Gebäude mit 3.600 Quadratmetern für die Anlagen zur automatisierten Material- und Komponentenqualifizierung sowie zur Erforschung der Assemblierung von Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs) erweitert. Die Inbetriebnahme ist für Anfang 2022 geplant. Die HyFaB-Gebäude sollen auf einem Grundstück errichtet werden, das an die existierenden Gebäude des ZSW am Standort Lise-Meitner-Straße 24 angrenzt.
Chancen für die Automobilindustrie und den Maschinen- und Anlagenbau
Mit HyFaB erforscht das ZSW mit führenden Partnern aus der Komponenten- und Zulieferindustrie die Voraussetzungen für eine Serienproduktion von Brennstoffzellen-Stacks in einer typischen Größenordnung von über 200.000 Fahrzeugen pro Jahr. Die Aktivitäten dienen dazu, eine Großserienproduktion von Brennstoffzellen in Baden-Württemberg zu etablieren. HyFaB liefert die Basis, um ein wichtiges Zukunftsfeld der Automobilindustrie zu erschließen, und ist offen für die Automobil- und Brennstoffzellen-Zulieferindustrie sowie für Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau.
Das Projekt „HyFaB-Baden-Württemberg – Forschungsfabrik für Wasserstoff und Brennstoffzellen“ bündelt als strategisches Vorhaben des Strategiedialogs Automobilwirtschaft Baden-Württemberg die Kompetenzen von Wissenschaft und Industrie. Das Projekt HyFaB wird vom ZSW in Kooperation mit dem Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg durchgeführt.

(Quelle: ZSW)

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