{"id":20708,"date":"2025-03-27T14:45:07","date_gmt":"2025-03-27T13:45:07","guid":{"rendered":"https:\/\/www.fuel-cell-cooperation.com\/?p=20708"},"modified":"2025-04-15T09:43:40","modified_gmt":"2025-04-15T07:43:40","slug":"verbundprojekt-fuer-brennstoffzellen-der-zukunft-bipro2scale","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fuel-cell-cooperation.com\/de\/verbundprojekt-fuer-brennstoffzellen-der-zukunft-bipro2scale\/","title":{"rendered":"Verbundprojekt f\u00fcr Brennstoffzellen der Zukunft: BiPro2Scale"},"content":{"rendered":"

Ganzheitliche Produkt- und Prozessentwicklung von skalierbaren Bipolarplatten zur<\/strong>
\nUmsetzung von innovativen Brennstoffzellen f\u00fcr CO2-neutrale Anwendungen<\/strong><\/p>\n

Das Vorhaben adressiert die Entwicklung von PEM-Brennstoffzellen f\u00fcr einen Leistungsbereich
\nvon mindestens 1 Megawatt f\u00fcr Luftfahrt, maritime Anwendungen und Schienenverkehr sowie
\nf\u00fcr station\u00e4re Stromerzeugungssysteme. PEM-Brennstoffzellen, die derartige Leistungsbereiche
\nabdecken, k\u00f6nnen nur mit hochskalierten Bipolarplatten (BPP) mit einer Fl\u00e4che von mindestens
\n1000 cm\u00b2 erreicht werden, f\u00fcr die eine Produkt- und Prozessentwicklung v\u00f6llig neu gedacht werden
\nmuss.<\/p>\n

Im Projekt werden aus produkttechnischer Sicht neue Ans\u00e4tze f\u00fcr Medienzufuhr und -verteilung
\ninnerhalb der BPP und des Stacks erarbeitet sowie Umform- und F\u00fcgeverfahren sowie Beschichtungs-
\nund Dichtungskonzepte erarbeitet, die notwendig sind, um solche BPP zu realisieren.
\nNeun Unternehmen und Institutionen sind an dem Projekt beteiligt: CellForm Hydrogen GmbH &
\nCo. KG, Matthews International GmbH, VON ARDENNE GmbH, Weil Technology GmbH, C-marx
\nGmbH, ZELTWANGER Holding GmbH, HoKon GmbH & Co. KG, Deutsches Zentrum f\u00fcr Luft- und
\nRaumfahrt (DLR) und Universit\u00e4t Stuttgart, Institut f\u00fcr Umformtechnik (IFU).
\nZus\u00e4tzlich wird das Projekt von 11 assoziierten nationalen und internationalen Beteiligten unterst\u00fctzt,
\nzu denen die Unternehmen Zeppelin Power Systems GmbH, H2FLY GmbH, TRUMPF SE &
\nCo.KG, SIEMENS, Wickeder Westfalenstahl GmbH, ZAPP Precision Metals GmbH, Raziol Zibulla
\n& Sohn GmbH, HYDAC International GmbH, Enapter GmbH, Electric Hydrogen GmbH & Co. KG,
\nAltair Engineering GmbH geh\u00f6ren.<\/p>\n

Gef\u00f6rdert wird das Projekt vom Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen der
\nF\u00f6rderrichtlinie \u201eAngewandte nichtnukleare Forschungsf\u00f6rderung\u201c im 8. Energieforschungsprogramm
\n\u201eInnovation Energiewende\u201c.<\/p>\n

Projektziel<\/h3>\n

Das Verbundprojekt BiPro2Scale hat das Ziel, ein innovatives Konzept f\u00fcr gro\u00dffl\u00e4chig hochskalierte,
\nmetallische BPP aus fertigungstechnischer Sicht energieeffizient und kosteng\u00fcnstig umzusetzen.
\nDurch diese skalierbare BPP soll perspektivisch eine bisher nicht erreichte Leistung von \u00fcber
\n1 MW in einem einzelnen Stack erm\u00f6glicht werden. Gleichzeitig sollen alternative Werkstoffe f\u00fcr
\ndie metallische BPP, die Beschichtung sowie die Dichtung untersucht und verwendet werden, um
\ndie Lebensdauer der Stacks deutlich zu erh\u00f6hen.<\/p>\n

Im Fokus des Vorhabens steht somit der ganzheitliche Wertsch\u00f6pfungsprozess der BPP, beginnend
\nbeim Folienhalbzeug und dessen Umformung zu Bipolar-Halbplatten (BHP), \u00fcber das F\u00fcgen
\nder einzelnen Halbplatten bis hin zur Dichtheitspr\u00fcfung und Beschichtung der BPP im gef\u00fcgten
\nbzw. montierten Zustand. Betrachtet werden sowohl die einzelnen Fertigungsschritte als auch deren
\ntechnischen und finanziellen Wechselwirkungen zueinander. Das zu entwickelnde Flow-Field-
\nKonzept f\u00fcr gro\u00dffl\u00e4chig skalierte BPP wird stetig unter Gesichtspunkten der Produktperformance,
\naber auch einer nachhaltigen und wirtschaftlichen Produktion bewertet. Zur Erreichung dieses
\nGesamtziels wird die Vorgehensweise, wie nachfolgend dargestellt, vom Konsortium verfolgt.<\/p>\n

Bedeutung und Ausblick<\/h3>\n

Das erarbeitete Know-how zur Fertigung gro\u00dffl\u00e4chig skalierter BPP wird in einem virtuellen Fertigungskonzept
\nzusammengefasst und Potentiale f\u00fcr eine industrielle Serienproduktion eruiert.
\nDurch die Zusammenarbeit des Konsortiums, das renommierte Beteiligte aus Industrie und Wissenschaft
\nmiteinander vernetzt, kann das Verbundprojekt BiPro2Scale zum Wegbereiter f\u00fcr die
\nindustrielle Fertigung von skalierten BPP f\u00fcr PEMFC mit einem Leistungsbereich von \u00fcber 1 MW
\nwerden. Mit Blick auf die gesamten Treibhausgasemissionen der EU er\u00f6ffnet dies ein Einsparpotential
\nvon \u00fcber 8% – Tendenz steigend. Alle beteiligten Industrieunternehmen sehen die Ergebnisse dabei als Teil ihrer zuk\u00fcnftigen Strategie und planen, die aufgebauten technischen Systeme
\nin ihren Gesch\u00e4ftsbereichen zu implementieren, um so neue M\u00e4rkte zu erschlie\u00dfen.<\/p>\n

Au\u00dferdem fungiert jeder der Projektbeteiligten sowohl w\u00e4hrend der Dauer des Projektes als auch
\nnach dessen Laufzeit als Multiplikator f\u00fcr die erzielten Ergebnisse. Das hei\u00dft, jeder dieser Beteiligten
\nwird seine Innovation in die Brennstoffzellenbranche direkt transferieren.<\/p>\n

Weiterhin werden die akademischen Beteiligten im Konsortium die Ergebnisse zumindest teilweise
\nin Fachjournalen sowie in Form von Fachbeitr\u00e4gen auf nationalen und internationalen Tagungen
\nbzw. Konferenzen ver\u00f6ffentlichen, um so die Sichtbarkeit der beteiligten deutschen Institutionen
\nin Forschungsbereichen der Brennstoffzellentechnologie sowohl im nationalen als auch
\ninternationalen Umfeld zu steigern.<\/p>\n

Durch die Beteiligung der Industrieunternehmen und Forschungseinrichtungen wird zudem ein
\nzielf\u00fchrender Kompromiss zwischen Innovation und Realisierbarkeit der technologischen und
\nwissenschaftlichen Projektziele gew\u00e4hrleistet. Somit wird sichergestellt, dass die erarbeiteten
\nwissenschaftlichen Inhalte hinsichtlich BPP-Design, Simulationsmethoden und Fertigungsverfahren
\nzeitnah in die Anwendung transferiert werden k\u00f6nnen und den Anforderungen und Zielen der
\nbeteiligten Industrieunternehmen entsprechen.<\/p>\n

Die Beteiligten<\/h3>\n

CellForm Hydrogen
\n<\/strong>Die CellForm Hydrogen GmbH & Co KG hat sich in den letzten Jahren als innovativer Akteur im
\nBereich der Verfahrensentwicklung und Produktion f\u00fcr metallische BPP etabliert. Das Unternehmen
\nproduziert BPP, die u.a. aufgrund der hohen Umformqualit\u00e4t und -filigranit\u00e4t durch ihre hohe
\nEffizienz \u00fcberzeugen. Prototypen und Serienauftr\u00e4ge wurden erfolgreich in verschiedenen Projekten
\nf\u00fcr einen weltweit t\u00e4tigen Kundenstamm gefertigt und getestet. Die Anwendungen reichen von
\nBrennstoffzellen f\u00fcr mobile (Luftfahrt, Schwerlastverkehr) und station\u00e4re Anwendungen (Dezentrale
\nStrom- und W\u00e4rmeversorgung) \u00fcber Elektrolyseure, weshalb sich das Unternehmen auf eine
\nm\u00f6glichst flexible und effiziente Fertigungsstrategie f\u00fcr unterschiedlichste Produktanforderungen
\n(Materialien, Dimensionen, Umformgrade) eingestellt hat.<\/p>\n

Matthews International
\n<\/strong>SAUERESSIG als Teil der Matthews International GmbH ist ein f\u00fchrender und innovativer Komplettanbieter
\nvon Kalander-, Pr\u00e4ge-, und Rotationsverarbeitungssystemen in Standard- und Sonderausf\u00fchrungen.
\nDas Produktportfolio umfasst sowohl komplette Fertigungslinien als auch Einzelanlagen zum Pr\u00e4gen, Veredeln, Gl\u00e4tten, Perforieren und Kalibrieren bahnf\u00f6rmiger Materialien.
\nNeben individuellen L\u00f6sungen f\u00fcr die Converting-Industrie entwickelt und fertigt Matthews Engineering
\nzukunftsweisende Anlagen f\u00fcr die Herstellung von Batterie- und Brennstoffzellen-Komponenten.
\nDies schlie\u00dft Kalanderanlagen, Pr\u00e4geeinheiten sowie Pr\u00e4gewalzen f\u00fcr die BPP-Fertigung
\nein. Die Bearbeitung der Pr\u00e4gewalzen erfolgt in-house mittels hochpr\u00e4ziser Lasergravur- und
\nFr\u00e4stechniken. Im Competence Center am Standort Vreden erm\u00f6glichen dar\u00fcber hinaus umfassende
\nTestm\u00f6glichkeiten und vielseitiges Laborequipment die gezielte Neu- und Weiterentwicklung
\nvon Technologien und Pr\u00e4gelayouts.<\/p>\n

VON ARDENNE
\n<\/strong>VON ARDENNE entwickelt und fertigt Anlagen f\u00fcr die industrielle Vakuumbeschichtung von Materialien
\nwie Glas, Wafer, Metallband oder Kunststofffolie. Je nach Anwendung sind diese Schichten
\neinen Nanometer bis wenige Mikrometer d\u00fcnn und verleihen den Materialien neue funktionale
\nEigenschaften. Aus diesen Materialien stellen unsere Kunden hochwertige Produkte her, wie
\nBrennstoffzellen, Solarzellen, Architekturglas und Fahrzeugverglasung, Lithium-Ionen-Batterien
\noder mikroelektronische Bauteile f\u00fcr Sensorik und Optik. Mit mehr als 60 Jahren Erfahrung in der
\nElektronenstrahltechnologie und \u00fcber 50 Jahren Kompetenz im Magnetron-Sputtern ist
\nVON ARDENNE bis heute ein Pionier und weltweit f\u00fchrender Anbieter von Anlagen und Technologien
\nin der PVD-D\u00fcnnschicht- und Vakuumprozesstechnik.<\/p>\n

Weil Technology
\n<\/strong>Als Maschinenbauer und L\u00f6sungsanbieter unterst\u00fctzt Weil Technology dabei, neue Produktionsprozesse
\nin der Blechbearbeitung zu realisieren sowie bestehende zu optimieren, automatisieren
\nund nachhaltiger zu gestalten. Kernkompetenz des Unternehmens sind Maschinen f\u00fcr die
\nBlechbearbeitung per Laserschwei\u00dfen und -schneiden mit abgestimmten Spann- und Automatisierungskonzepten.
\nHier blickt Weil Technology auf \u00fcber 35 Jahre Erfahrung zur\u00fcck. Am Unternehmenssitz
\nim s\u00fcdbadischen M\u00fcllheim entwickeln und fertigen rund 250 Mitarbeiter*innen kundenspezifische
\nKonzepte und Anlagen.<\/p>\n

ZELTWANGER
\n<\/strong>Die ZELTWANGER Leaktesting & Automation GmbH z\u00e4hlt zu den f\u00fchrenden Anbietern von L\u00f6sungen
\nf\u00fcr die Dichtheitspr\u00fcfung mit Luft und Nachweisgasen. Das Portfolio reicht von Testing-asa-
\nService-Angeboten \u00fcber Pr\u00fcfger\u00e4te und Pr\u00fcfstationen bis hin zu vollautomatisierten Pr\u00fcfanlagen.
\nZELTWANGER bietet seinen Kunden ganzheitliche Unterst\u00fctzung, von ersten Vorversuchen
\nbis zur Serienfertigung. In der E-Mobilit\u00e4t bietet das Unternehmen Dichtheitspr\u00fcfl\u00f6sungen f\u00fcr
\nBatteriezellen und -packs, Bipolarplatten, Brennstoffzellen, Elektrolyseure, Elektromotoren und
\nderen Komponenten.<\/p>\n

C-marx
\n<\/strong>Die C-marx GmbH ist als Sondermaschinenbauer im Bereich des industriellen Inkjet-Drucks
\nspezialisiert. In diesem Segment bietet das Unternehmen kundenspezifische L\u00f6sungen f\u00fcr den
\nFunktionsdruck sowie f\u00fcr additive Fertigungsverfahren an. F\u00fcr diese Anwendungen werden neben
\nIntegrationsl\u00f6sungen in bestehende Produktionsanlagen auch neue Komplettanlagen entwickelt.
\nDieses Know-how bringt C-marx in das Verbundprojekt f\u00fcr ein innovatives Verfahren zur Applikation
\nder Dichtstruktur auf Bipolarplatten ein.<\/p>\n

HoKon
\n<\/strong>Die HoKon GmbH & Co. KG entwickelt, konstruiert und fertigt Befestigungssysteme f\u00fcr Brennstoffzellen
\nund H2-Tanksysteme. Dar\u00fcber hinaus \u00fcbernimmt HoKon Sonderbaugruppen und Konstruktionen,
\ndie nach Anforderungen der Kunden entwickelt und gefertigt werden. HoKon ist hierbei ein
\nf\u00fchrender Anbieter von Verschluss-, Verbindungs- und Befestigungstechnik. Im Bereich Wasserstoff
\nspeziell Brennstoffzellen entwickelt HoKon Befestigungssysteme nach Kundenanforderungen
\nunter den Gesichtspunkten Lebensdauer, Leichtbau und Leistungssteigerung. Durch die selbst
\nentwickelten Spannb\u00e4nder aus speziellem Edelstahl konnte in Zusammenarbeit mit dem ZBT an
\neiner Brennstoffzelle bereits die Leistung um 15% im Vergleich zu Gewindebolzen gesteigert werden.
\nDurch die spezielle Materialauswahl ist ebenfalls eine serielle Fertigung m\u00f6glich.<\/p>\n

Deutsches Zentrum f\u00fcr Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
\n<\/strong>Das DLR ist das deutsche Forschungs- und Technologiezentrum f\u00fcr Luft- und Raumfahrt. In seinen
\nKerngebieten entwickelt das DLR Technologien f\u00fcr Luft- und Raumfahrt, Energie und Verkehr,
\nsowie Sicherheits- und Verteidigungsforschung. Ein breites Spektrum an Ergebnissen und Innovationen
\nbringen Nutzen f\u00fcr Industrie und Wirtschaft, Beh\u00f6rden und Verwaltung sowie f\u00fcr \u00f6ffentliche
\nStakeholder. Durch einen intensiven Wissensaustausch und gezielten Technologietransfer stellt
\nsich das DLR seiner Verantwortung gegen\u00fcber der Gesellschaft. Das DLR-Institut f\u00fcr Technische
\nThermodynamik am Standort Stuttgart forscht seit \u00fcber 40 Jahren zum Thema Elektrolyse und
\nBrennstoffzellen und verf\u00fcgt \u00fcber eine umfangreiche Expertise auf dem Gebiet der Entwicklung
\nund Charakterisierung einzelner Komponenten f\u00fcr Elektrolyseure und Brennstoffzellen.<\/p>\n

Institut f\u00fcr Umformtechnik (IFU) der Universit\u00e4t Stuttgart
\n<\/strong>Aktuelle Forschungsthemen des Instituts f\u00fcr Umformtechnik (IFU) der Universit\u00e4t Stuttgart befassen
\nsich mit der Charakterisierung und Simulation von metallischen Werkstoffen sowie der Entwicklung,
\nOptimierung und \u00dcberwachung von Umformprozessen unter Zuhilfenahme moderner
\nModellierungsans\u00e4tze. In den letzten f\u00fcnf Jahren stellen zudem Forschungsaktivit\u00e4ten im Bereich der Umformung von metallischen Folien einen besonderen Schwerpunkt dar. In diesem Zusammenhang wird derzeit das \u00f6ffentlich gef\u00f6rderte DFG-Forschungsvorhaben AKS Bipolar am IFU
\nbearbeitet, welches sich mit der Realisierung eines Gesamtsystems zur aktiven Prozesskontrolle
\nund Qualit\u00e4tssicherung f\u00fcr die Serienfertigung von BPP befasst. Dar\u00fcber hinaus besch\u00e4ftigt sich
\ndas IFU im Rahmen des im Oktober 2022 gegr\u00fcndeten Arbeitskreises Folienumformung, welcher
\n16 Industrieunternehmen umfasst, mit der Charakterisierung, Modellierung und Umformung von
\nmetallischen Folien. Nicht zuletzt befasst sich das Institut mit der Entwicklung neuer Umformverfahren
\nf\u00fcr die Herstellung von BPP.<\/p>\n

\n

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