Im Projekt soll ein grundlegendes Verständnis für die entscheidenden Mechanismen bei der Erstkonditionierung von Brennstoffzellen geschaffen werden.

Als Break-In oder Erstkonditionierung wird der Prozess bezeichnet, bei dem ein frisch produzierter Brennstoffzellenstapel initial betrieben wird, bis er seine nominale Leistung erreicht und homogene Einzelzellspannungen zeigt. Aktuell veröffentlichte Break-In Methoden benötigen zwischen zwei und acht Stunden zur vollständigen Aktivierung des Brennstoffzellenstapels. Wegen der langen Prozessdauer stellt der Break-In einen erheblichen Engpass beim Markthochlauf der Brennstoffzellenproduktion dar. Ein simultaner Break-In auf vielen Teststationen führt zu enormen Installations- und Infrastrukturkosten, was durch hohen Strom- und Wasserstoffverbrauch noch verstärkt wird. Kostenkalkulationen für die Massenproduktion von Brennstoffzellenstapel zeigen, dass der Break-In mindestens 4,8 % der Gesamtherstellungskosten ausmacht.

Im Projekt soll ein grundlegendes Verständnis für die entscheidenden Mechanismen bei der Erstkonditionierung von Brennstoffzellen geschaffen werden. Hierzu werden verschiedene Break-In-Konzepte nach dem Stand der Technik auf Komponenten- und Kurzstapelebene wissenschaftlich untersucht. Darauf aufbauend werden neuartige Prozeduren entwickelt und ihr Einfluss auf die Lebensdauer der Brennstoffzelle analysiert. Ziel des Projekts ist die Verkürzung, Vereinfachung oder sogar das Ersetzen des Break-Ins durch eine Vorbehandlung der Brennstoffzellenkomponenten im Produktionsprozess. Dies würde die Kosten des Prozesses deutlich senken.

Das Vorhaben adressiert die hochskalige Produktion von Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellenstapeln und ist somit von vorrangiger Bedeutung für die emissionsfreie Mobilität. Derzeit ist der Markthochlauf für Brennstoffzellen vor allem durch die großen Anstrengungen zur Entwicklung und Markteinführungen von Sattelzugmaschinen mit Brennstoffzellenantrieb geprägt. Die im Projekt angestrebte signifikante Senkung der Break-In-Kosten auf 1 % der Gesamtherstellungskosten würde diesen Markthochlauf unterstützen.

Förderkennzeichen
03B11029

Partner Laufzeitbeginn Laufzeitende Fördersumme
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein01.12.2231.12.241.015.210,00 €
Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW)01.12.2231.12.241.166.002,00 €
2.181.212,00 €

Zuordnung zu Forschung und Entwicklung