HyFaB ist ein Verbundprojekt des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) mit dem Ziel, die Prozesse für eine Fertigung von Brennstoffzellen in großen Stückzahlen zu erforschen, den Aufbau einer industriellen Basis zu unterstützen und zur Anwendung zu bringen.
Bisherige Ergebnisse
Die Forschungsgebäude sind fertiggestellt, bezogen und in Betrieb genommen. Im Brennstoffzellentestfeld wurden im Jahr 2023 ca. 1.000 Tonnen Wasserstoff für Leistungs- und Lebensdauertests umgesetzt. Im Fertigungsgebäude wird aktuell eine Referenzstapelanlage zur vertieften Untersuchung der Sensitivität des Stapelprozesses auf Genauigkeit und Umwelteinflüsse in Betrieb genommen.
Hierzu wird als Basis der im Industriedialog mit Anwendungsschwerpunkt Fahrzeugantrieb entworfene „generische Stack“ eingesetzt. Die zugehörigen Bipolarplatten werden von der Firma EKPO hergestellt. Mit ersten in Manufaktur gebauten Funktionsmustern konnte unter Verwendung marktgängiger Membran-Elektrodeneinheiten die Einhaltung der Leistungsspezifikationen nachgewiesen werden. Die Komponenten des generischen Stacks stehen der Branche für Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zur Verfügung.
Das Fraunhofer ISE konnte die vorgesehenen Labore für die Produktionsforschung zur Membran-Elektroden-Einheit ertüchtigen. Es wurde ein Halbautomat für Siebdruck, eine Glovebox für die Herstellung von Katalysatorpaste und vielfältige Analytik, insbesondere zur Qualitätssicherung der hergestellten Katalysatorschichten, in Betrieb genommen. Des Weiteren wurden Teststände und Testzellen zur in-situ-Charakterisierung der produzierten MEAs implementiert. Dadurch kann das Fraunhofer ISE den gesamten Produktionsprozess der Membran-Elektroden-Einheit abbilden, sowohl im Labormaßstab, als auch im Vollformat für den generischen Stack. Ein besonderes Highlight ist die Herstellung und Erprobung eines Short-Stacks im generischen Stackdesign, welcher durch die Zusammenarbeit von Fraunhofer ISE und ZSW über die gesamte Prozesskette hinweg bis zum elektrochemischen Betrieb des Stacks direkt vergleichbare Leistungen zur kommerziellen Referenz erzielen konnte.
