Das Whitepaper fasst die Fertigungskomplexität metallischer Bipolarplatten  zusammen und zeigt den Weg zur standardisierten Fertigung der Brennstoffzellen- und Elektrolyseurkomponenten. Bild: Graebener®

 

Der Weg zur Etablierung eines standardisierten Herstellungsverfahrens von metallischen Bipolarplatten für Brennstoffzellen und Elektrolyseure ist alles andere als vorgezeichnet. Die Herausforderungen sind je nach spezifischer Anwendung sehr unterschiedlich. Gemeinsam mit Branchenexperten aus Industrie und Forschung präsentiert Graebener® ein umfassendes Whitepaper, das die Komplexität des Themas ordnet und konkrete Empfehlungen für die verschiedenen Prozessschritte gibt.

 

Acht aufeinander aufbauende Teilschritte

Die Herstellung von metallischen Bipolarplatten für Brennstoffzellen und Elektrolyseure ist komplex. Entsprechende Technologien sind vielfach noch nicht ausgereift. „Die Prozesskette zur Fertigung der Bipolarplatten umfasst im Wesentlichen acht aufeinander aufbauende Schritte: Materialauswahl, Formen, Schneiden, Schweißen, Richten, Dichtheitsprüfung, Beschichten und Dichtungsapplikation. Jeder Schritt ist unterschiedlich weit entwickelt und bringt seine eigenen Herausforderungen für die Prozesskette mit.

Eine weitere Schwierigkeit: „Die einzelnen Schritte werden oft isoliert voneinander betrachtet. Es gibt keine verbindlichen prozessübergreifenden Standards.“  So beschreibt Fabian Kapp die Herausforderungen rund um die Fertigung metallischer Bipolarplatten. Kapp ist Geschäftsführer der Gräbener Maschinentechnik GmbH & Co. KG und Vorstandsmitglied der VDMA Arbeitsgemeinschaft Brennstoffzellen. „Im Whitepaper präsentieren wir erstmals öffentlich Antworten aus der Praxis zu den Fragestellungen, die den Markt und potenzielle Abnehmer bei der Planung von Produktionsvorhaben umtreiben. Darauf aufbauend geben wir mit dem Herzstück der Publikation, dem Prozessnavigator, eine kondensierte Orientierung und sprechen eine konkrete Empfehlung aus, worauf im jeweiligen Prozessschritt geachtet werden muss,“ umreißt Fabian Kapp den Inhalt der Publikation.

 

Herausforderungen auf dem Weg zur Massenproduktion

Im Whitepaper beleuchtet Graebener®  in Zusammenarbeit mit wichtigen Branchenakteuren und Institutionen die Herausforderungen auf dem Weg zur Massenproduktion von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren mit besonderem Schwerpunkt auf dem Anwendungskontext. Es sammelt entscheidende Fragen, die Unternehmen bei der Identifizierung geeigneter Technologien und Partner für ihre Produktionsvorhaben stellen sollten.

Fabian Kapp kommentiert: „Die Herstellung von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren erfordert einen differenzierten Ansatz, der die Vielfalt der Anwendungen und die Komplexität des Prozesses berücksichtigt. Unser Whitepaper soll den Akteuren der Branche eine Orientierungshilfe bieten, indem es die richtigen Fragen stellt und Erkenntnisse liefert, die zu fundierteren Entscheidungen führen.“ 

 

Schlüsselfragen, die das Whitepaper aus unterschiedlichen Perspektiven beantwortet

Perspektive Maschinenbau und Mittelstand

Welches sind die entscheidenden Faktoren für eine erfolgreiche Produktion von metallischen Bipolarplatten? Welche Hindernisse gilt es zu überwinden, und welche möglichen Fallstricke gilt es zu vermeiden? Wie ist die der Stand der Dinge, und wo müssen wir künftig hin, wenn Komponenten in Serie gefertigt werden sollen?

Die Publikation zeigt außerdem verschiedene Technologiealternativen auf, die potenziellen Kunden für ihre Produktionslinien zur Verfügung stehen. Im Fokus stehen darüber hinaus die Faktoren in den vor- und nachgelagerten Prozessschritten, die für den Gesamterfolg eine entscheidende Rolle spielen.

 

Die Sicht von Forschung und Entwicklung

Welche Wechselwirkungen bestehen zwischen Anwendung, Qualität und Taktzeit? Welche Faktoren beeinflussen die Themen Sicherheit und Lebensdauer? Wie kann der aktuelle Stand der Linienfertigung bewertet werden, und was muss passieren, damit Fertigungstechnologien in den nächsten Jahren marktreif werden?

 

Die potenziellen Kunden: Perspektive Absatzmarkt

Mit Blick auf den Markt stellt sich die Frage, was in Zukunft gebraucht wird, um fundierte Entscheidungen fällen zu können. Wie viel Standardisierung versus Flexibilität wird notwendig sein, um die einzelnen Prozessschritte effektiv zu verzahnen? Wie können die Forderungen an Qualität und hohe Taktzeiten erfüllt werden?

Fabian Kapp ist sich sicher: „Nur wenn alle Akteure zusammenarbeiten, lässt sich der Weg in die Zukunft des Wasserstoffs ebnen und eine solide Grundlage für Investitionsentscheidungen im gesamten Herstellungsprozess von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren schaffen. Das vorgelegte Paper bringt mehr Klarheit und Orientierung in die komplexen Zusammenhänge des Produktionsprozesses. Damit liefert es einen Baustein für eine nachhaltige und innovative Zukunft.“

 

Link zum Whitepaper und Prozessnavigator

www.graebener.com/whitepaper

Aktuell liegt das Whitepaper nur in deutscher Sprache vor, in Kürze erscheint es auch in Englisch.

Über die Beteiligten des Whitepapers

Die Herstellung von metallischen Bipolarplatten für Brennstoffzellen und Elektrolyseure ist komplex. Um die wesentlichen Prozessschritte und die damit verbundenen Herausforderungen skizzieren und Orientierung geben zu können, kommen in der Publikation Experten aus Wirtschaft und Forschung zu Wort:

• Dr.-Ing. Jörg Karstedt, Zentrum für BrennstoffzellenTechnik (Gesamtprozess, Perspektive Forschung);
• Simon Brugger und Tobias Heinz, CellForm Hydrogen (Formen);
• Dr. Stephan Kohlsmann und Dr. Michael Hirsch, Profiroll Technologies (Formen);
• Daniel Schönbohm, Worthmann Maschinenbau/MACEAS (Dichtheitsprüfung);
• Dr. Ing. Herbert M. Gabriel, PVT Plasma und Vakuum Technik (Beschichtung);
• Janik Herrmann, Datron (Dichtung und Applikation);
• Jürgen Emig und Dr. Dominik Kraus, Freudenberg Sealing Technologies (Dichtung und Applikation);
• Werner Volk, OPTIMA packaging group (MEAs);
• Patrick Raynal, Safran (Luftfahrt, Perspektive Anwendung);
• Fabian Kapp, Graebener® (Gesamtprozess inklusive Umformen, Schneiden, Schweißen und Richten).

Über Graebener® Bipolar Plate Technologies

Graebener® Bipolar Plate Technologies ist Teil der Graebener® Maschinentechnik, eines familiengeführten Maschinenbau-Unternehmens mit Standorten in Netphen (Deutschland) und Houston (USA) sowie diversen internationalen Vertretungen. Als eines der ersten Unternehmen befasst sich Graebener® seit über 20 Jahren mit der Forschung und Entwicklung von Fertigungsverfahren und Anlagen für Komponenten von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren.

Das Unternehmen hat sich dem Ziel verschrieben, den Qualitätsstandard für Fertigungstechnologien zu schaffen. Dazu entwickelt es zukunftsweisende Verfahren und Anlagen. Diese sollen dabei helfen, Komponenten von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren, wie die metallische Bipolarplatte, passgenau, integrierbar, skalierbar und somit ökonomisch effizient herzustellen.

Dafür begleitet Graebener® alle strategisch wichtigen Schritte hin zur optimal ausgelegten Fertigungsanlage. Das beginnt beim Engineering mit Blick auf Plattendesign und Anlagenkonzept. Darauf baut das Prototyping und die Kleinserienfertigung im hauseigenen Produktionslabor bis hin zur kundenindividuellen Fertigungsanlage oder -linie auf. Dabei fließen Erfahrungswerte aus mehr als 100 Jahren Metallverarbeitung und weltweiten kundenspezifischen Sonderlösungen in die ganzheitliche Entwicklungspartnerschaft mit dem Kunden ein.