Konsortium führender Industrieunternehmen erforscht industrielle Brennstoffzellen-Produktion.

München. Unter der Konsortialführung von BMW startet ein neues, staatlich gefördertes Gemeinschaftsprojekt zur Erforschung und Entwicklung der Brennstoffzellenfertigung für den Wasserstoffantrieb. Konkret will das Konsortium erstmals die Möglichkeiten der industriellen Fertigung von Brennstoffzellen-Stapeln (engl. Stacks) in hohen Volumen untersuchen. Bisher werden die Stapel, also die Reihenschaltung mehrerer Brennstoffzellen in einem gemeinsamen Gehäuse, weitgehend per Hand zusammengefügt. Eine automatisierte Montage spart Zeit und Kosten und ist damit eine Grundvoraussetzung für eine breite Markteinführung von Brennstoffzellenfahrzeugen. Das dreijährige Gemeinschaftsprojekt hat ein Volumen von knapp 60 Millionen Euro und wird im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur in der ersten Phase mit 21,3 Mio. Euro gefördert. Die Programm-Koordination des NIP liegt bei der Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW).

Norbert Barthle, Parlamentarischer Staatssekretär beim Bundesminister für Verkehr und digitale Infrastruktur:

„Emissionsfreie Elektroantriebe sind der Antrieb der Zukunft und Wasserstoffautos eine wichtige Alternative und Ergänzung zu den Batteriefahrzeugen. Wir wollen mit einer Förderung eine eigene Brennstoffzellen-Produktion in Deutschland aufbauen und den Automobilstandort weiter stärken. Um die Innovationsführerschaft zu übernehmen, wollen wir rund 21,3 Millionen Euro in die Hand nehmen, damit unsere Unternehmen die gesamte Wertschöpfungskette abbilden können.“   

Das Projekt „AutoStack-Industrie" ist eine gemeinsame Initiative der deutschen Automobil‐ und Zulieferindustrie und will bis 2020 die technischen, wirtschaftlichen und technologischen Grundlagen für die kommerzielle Einführung von Brennstoffzellenfahrzeugen in Deutschland und Europa schaffen.

Die Brennstoffzellen Stacktechnologie basiert auf dem EU Projekt AUTOSTACK CORE, welches durch die FCH JU finanziert wird. Die BMW Group ist ebenfalls ein wesentlicher Projektpartner in diesem EU Projekt.

Dazu soll ein international wettbewerbsfähiger Brennstoffzellen-Stapel einschließlich der industriellen Produktionstechnologie aufgebaut werden. Die Ergebnisse des Projekts werden dazu beitragen, die führende Rolle Deutschlands bei der Serienproduktion von Brennstoffzellen abzusichern. Das Konsortium unter derLeitung von BMW setzt sich aus führenden Unternehmen der Automobil- und Brennstoffzellentechnologie zusammen: BMW AG, Daimler AG, Reinz-Dichtungs GmbH (DANA), Ford Research and Innovation Center Aachen, Freudenberg Performance Materials SE & Co. KG, Greenerity GmbH, NuCellSys GmbH, Powercell Sweden AB, Umicore AG & Co. KG, VW AG, Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg. Mit der Projektförderung sollen die Kompetenzen der deutschen Hersteller- und Zulieferindustrie bei einer Schlüsselkomponente der Energiewende gestärkt, die Wertschöpfung im Bereich der Brennstoffzellentechnologie am Standort Deutschland ausgebaut und die damit verbundenen Arbeitsplätze gesichert werden.

Für den im Projekt vorgesehen Brennstoffzellen-Stapel werden die Partner gemeinsame herausfordernde Spezifikationen erstellen und daraus Stapel- und Bauteilauslegungen ableiten. Anschließend wird ein leistungsfähiger Stapel prototypisch aufgebaut. Parallel wird die Technologie für eine skalierbare und flexible Produktionsanlage mit einer potenziellen Zielkapazität von jährlich 30.000 Brennstoffzellen-Stapeln erforscht. Dazu müssen rund 25 Millionen Einzelkomponenten in einer Taktzeit von 0,5 Sekunden hochpräzise auf 0,1 Millimeter genau geprüft, verarbeitet und danach so verdichtet werden, dass keinerlei Verschiebungen unter den Komponenten und keine Leckagen zwischen den Komponenten auftreten. Die Schlüsselprozesse einer solchen Fertigung sind das automatisierte hochpräzise Greifen, der Transfer, das Positionieren sowie das Ablegen der teils biegeschlaffen, teils unter mechanischer Eigenspannung stehenden Komponenten. Die flexible Anlage soll Stapel im Leistungsbereich von zehn bis 150 kW mit einer Lebenserwartung von mindestens 5.500 Stunden herstellen können.

Brennstoffzellen wandeln Wasserstoff in Strom um und können dadurch Elektrofahrzeuge anstelle von Batterien mit Energie versorgen. Dadurch entfallen die teilweise langen Ladezeiten eines batterieelektrischen Fahrzeugs. Die Betankung erfolgt ähnlich wie mit herkömmlichen Kraftstoffen. Regenerativ erzeugter Wasserstoff soll als Energieträger im Verkehrssektor in Zukunft eine wichtige Rolle spielen. Somit können die mit Wasserstoff betriebenen Fahrzeuge der deutschen OEMs einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele Deutschlands leisten.