Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT hat zwei Diskussionspapiere über Wasserstofftechnologien und Energiespeichersysteme für die Mobilität der Zukunft veröffentlicht. Unternehmen im Maschinen- und Anlagenbau sowie in der Fertigungsindustrie erhalten mit dem Kompendium eine komprimierte Faktensammlung über Energiespeicher und den Einstieg in die Wasserstoffwirtschaft. Die beiden Discussion Papers mit den Titeln »Future Energy Storage Systems for Mobility Applications« und »The Relevance of Fuel Cells for Mobility Applications« wurden in englischer Sprache veröffentlicht und stehen kostenlos als PDF auf der Webseite des Fraunhofer IPT zum Download bereit.
Teil 1: Future Energy Storage Systems for Mobility Applications
Der erste Teil der Untersuchung bietet einen Überblick über die wichtigsten Energiespeicher-Technologien wie
- Brennstoffzellen,
- Lithium-Ionen-Batterien,
- Festkörperbatterien
- sowie Superkondensatoren.
Unter allen bewerteten Brennstoffzellen-Technologien zeigt dabei die PEM-Brennstoffzelle (Proton Exchange Membrane, deutsch: Protonen-Austausch-Membran) aufgrund der niedrigen Betriebstemperatur und der hohen Leistungsdichte das höchste Potenzial für den Einsatz in Nutzfahrzeugen.
Als zentrale Komponenten des Brennstoffzellen-Stacks betrachten die Aachener Forscher vor allem die Membran-Elektroden-Einheit, in der die chemischen Reaktionen ablaufen, und die Bipolarplatte. Für die Herstellung dieser Bauteile bestehen heute noch einige technische Hürden, die zu hohen Produktionskosten führen. So ist es beispielsweise erforderlich, die Materialien beider Komponenten vor Alterung zu schützen, die während der Verwendung der Brennstoffzelle schleichend voranschreitet. Fertigungskosten lassen sich zukünftig vor allem durch Skalierung der Produktionsmengen und durch Fortschritte in den Fertigungstechnologien senken.
Teil 2: The Relevance of Fuel Cells for Mobility Applications
Teil 2 der Analyse des Fraunhofer IPT befasst sich damit, geeignete Anwendungsfelder für Brennstoffzellen aufzudecken, die sich besonders gut zur Skalierung der Produktion eignen. So könne es gelingen, anfänglich hohe Investitionen abzufangen und erste vielversprechende Märkte mit Wasserstofftechnologien zu erschließen, um Folgeentwicklungen auf den Weg zu bringen, schlagen die Aachener Experten vor. Besonders Nutzfahrzeuge berge ein großes Potenzial für den Einsatz von Brennstoffzellen.
Unternehmen, die in die Technologie einsteigen wollen, sollten bei der Markteinschätzung vor allem berücksichtigen, welche Infrastruktur für die Betankung der Fahrzeuge vorgesehen werden kann, so die Forscher. Aber auch das Zelldesign könne die Skalierbarkeit der Produktion stark beeinflussen. Transparenz hinsichtlich der möglichen Produktionstechnologien – und damit der entstehenden Kosten – zu schaffen, sei vorrangiges Ziel für eine effiziente Fertigung.
Das Discussion Paper vergleicht zu diesem Zweck exemplarisch verschiedene Prozesslinien und beleuchtet die Vor- und Nachteile in Bezug auf Kosten, Qualität und tatsächliche Umsetzbarkeit. Um die Daten zu validieren, die der Untersuchung zugrunde liegen, nutzten die Aachener Ingenieure eine eigens am Fraunhofer IPT aufgebaute Referenzproduktionslinie, die die Prozessschritte Prägen, Trennen und Laserschweißen als wichtige technische Verfahren der Bipolarplattenproduktion bereits umfasst. (eve)
Kontakt:
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52074 Aachen
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