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 für Herstelltechnik und Test von Brennstoffzellen sind im regulären Betrieb. Das Testzentrum konnte um Anlagen zur Analytik von Brennstoffzellen-Produktwasser erweitert werden. Hierbei steht die Spurenanalytik von Abbauprodukten ionenleitender Polymere im Vordergrund. Darüber hinaus wurden weitere Anlagen zur Charakterisierung von Brennstoffzellenkomponenten in Betrieb genommen und in den Regelbetrieb überführt.
Der im Rahmen von HyFaB entwickelte generische Brennstoffzellenstapel im quelloffenen Design hat sich als Referenz in verschiedenen Forschungsprojekten innerhalb und außerhalb des ZSW bewährt und wird weiter nachgefragt. 16 Stapel verschiedener Zellzahl sowie eine Vielzahl von Komponenten wurden an Forschungsorganisationen und Industrieunternehmen abgegeben.
Die handwerklichen und automatisierten Herstellprozesse für den generischen Stack in der Referenzstapelanlage wurden weiter optimiert. Im Fokus standen hierbei optische Qualitätssicherungsmaßnahmen. Die Entwicklungsarbeiten an der automatisierten Anlage zur Fertigung von 7-Lagen Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) wurden in Kooperation mit dem Hersteller weitergeführt. Für beide Großanlagen liegen seitens der Industrie Anfragen zur Nutzung für Forschungszwecke vor.
Das Fraunhofer ISE hat eine umfangreiche Entwicklungsplattform zur Herstellung von Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) für Brennstoffzellen und die Elektrolyse entwickelt. Dabei werden verschiedene Prozesstechnologien von der Katalysatortintenherstellung bis zur 7-Lagen-MEA betrachtet. Dies umfasst für die Tintenherstellung Misch- und Homogenisierungsverfahren wie eine Kugelmühle, Ultraschall-basierte Verfahren, Speedmixer, Hochdruck-Homogenisation, etc. Zur Beschichtung kommen Schlitzdüse, Siebdruck, Gravurdruck, Flexodruck, Inkjet zum Einsatz. Die Trocknung der Nassschichten erfolgt mit Konvektions-, IR- oder Inerttrocknung. MEAs können halbautomatisiert von Labor- bis Vollformaten hergestellt werden. Die Untersuchungen anhand der Laborprozesse dienen der Identifikation von Prozessparametern für die Hochskalierung auf industrielle Serienprozesse. Parallel zu den Produktionstechnologien stehen entsprechende Messverfahren zur Qualitätssicherung zur Verfügung.
