H₂Revier

 

PEM ergründet Prüfstandards für die Produktion von Brennstoffzellen-Systemen

Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen widmet sich mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft im Forschungsprojekt „H₂Revier“ dem „Aufbau einer Brennstoffzellen-Produktion im Rahmen einer wasserstoffbasierten Wertschöpfungskette in NRW“. PEM übernimmt dabei die Entwicklung einer skalierbaren Produktion von Brennstoffzellensystemen unter Berücksichtigung und Einbindung der Prüfprozesse. Konkrete Ziele des von der Bundesregierung geförderten Vorhabens sind der Aufbau einer Brennstoffzellensystem-Produktion beim Fahrzeugteile-Anbieter Neapco in Düren sowie die Entwicklung, der Aufbau und die Inbetriebnahme eines End-of-Line-Systemprüfstands.

Unternehmen befähigen und Kosten senken

Um in Nordrhein-Westfalen ansässige Unternehmen zur Produktion von Brennstoffzellensystemen zu befähigen, nimmt das Projekt die Assemblierung von Stack und Peripheriekomponenten als „Balance-of-Plant“ (BoP) zum funktionalen Brennstoffzellensystem in den Blick. Dabei soll ein skalierbares, für die Serienproduktion geeignetes System entwickelt, in Betrieb genommen und validiert werden. Dazu ist außerdem eine holistische Betrachtung der Testumfänge in der Systemmontage und in der Stackproduktion erforderlich, die deshalb ebenfalls Gegenstand des Forschungsvorhabens sind. Das Projekt soll exemplarisch Wissen zur Brennstoffzelle und zur Wasserstoffinfrastruktur an Unternehmen der Region vermitteln, um die Betriebe zur Teilhabe an der Wasserstoff-Wertschöpfungskette zu befähigen. Darüber hinaus sollen die Kosten der Brennstoffzellenproduktion durch ein effizientes Herstellungsverfahren mit verschlankten Prüfumfängen gesenkt werden.

Brennstoffzellensystem-Produktion bisher noch herausfordernd

Bis dato stellen die vergleichsweise hohen Kosten von Brennstoffzellensystemen eines der größten Hemmnisse für ihre Verbreitung dar. Der hohe finanzielle Aufwand geht zu einem erheblichen Anteil auf die aktuelle Produktionstechnik zurück: Die Systemassemblierung besitzt Manufakturcharakter und erfolgt kaum standardisiert. Zudem ist die Qualitätskontrolle entlang der Wertschöpfungskette nahezu nicht synchronisiert. Jeder Akteur durchläuft seine eigenen Protokolle, und die Tests sind kaum aufeinander abgestimmt. Dies führt dazu, dass zahlreiche Prüfungen mehrfach absolviert werden, weshalb der Bedarf nach standardisierten und reduzierten Testverfahren äußerst groß ist.

PEM entwickelt Montage- und Prüfkonzept

Der Lehrstuhl PEM, der in diesem Projekt als Konsortialführer fungiert, ist an sämtlichen Arbeitspaketen des „H₂Revier“-Projekts beteiligt. Zunächst werden der Assemblierungsprozess analysiert und verschiedene Produktionsszenarien entwickelt. Gleichzeitig identifizieren die Partner die Anforderungen an die erforderlichen Systemtests und konzipieren erste Protokolle sowie unterschiedliche Skalierungsszenarien. Die Konzepte für die Produktion, das Testing und die Skalierung sollen anschließend in die Planung einer industrialisierten Produktionslinie überführt werden, einschließlich einer Layoutplanung und -optimierung. Zu dieser Fertigungslinie soll außerdem eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung vorgenommen werden. Zur Abstimmung der Systemtests werden darüber hinaus die Schnittstellen zur Stackproduktion und -prüfung hinsichtlich der Anforderungen analysiert. Auf Basis der Ergebnisse werden im weiteren Projektverlauf die Montagelinie errichtet und erste Demonstratoren der betrachteten Brennstoffzellensysteme produziert. Abschließend wird an dem eigens für das Projekt beschafften End-of-Line-Prüfstand das Protokoll an den produzierten Systemen validiert.

Weitere Informationen gibt es in dieser Pressemitteilung.

 

Das Projekt

• „H₂Revier“: Aufbau einer Brennstoffzellen-Produktion im Rahmen einer wasserstoffbasierten Wertschöpfungskette in NRW

Forschungsziele

• Befähigung zum Aufbau einer Produktion für Brennstoffzellensysteme in NRW
• Planung einer flexiblen, skalierbaren Produktion kompletter Brennstoffzellensysteme, die wirtschaftlich arbeiten kann
• Entwicklung eines effizienten Testing-Konzepts unter Berücksichtigung der Stackproduktion und -prüfung
• Starke Senkung der Kosten pro Einheit durch Aufbau der Serienproduktion
• Prototypischer Aufbau des Referenz-Systems samt End-of-Line-Testing an eigenem Prüfstand

Forschungs- und Projektpartner

PEM der RWTH Aachen (Konsortialführer)
AE Driven Solutions GmbH
Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH (ZBT)
Neapco Europe GmbH (englisch)

Laufzeit

• 01.09.2022 bis 28.02.2025

Projektträger

Projektträger Jülich (PtJ)

Förderkennzeichen

• 03EN5026A/AV

Zuwendungsgeber

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)