ManTyS

Die bisher bekannte Fertigung von PEM Brennstoffzellen-Stacks ist geprägt durch geringe Stückzahlen sowie kostenintensive, manufakturartige Produktionsprozesse mit langen Durchlauf- und hohen Taktzeiten. Für die nächsten zehn Jahre sagen die Prognosen zur Marktentwicklung von Brennstoffzellen-Fahrzeugen allerdings ein starkes Wachstum und Stückzahlen im Millionenbereich voraus. Mit den heute eingesetzten Fertigungstechnologien und Prozessketten können die Brennstoffzellen-Stacks jedoch nicht wirtschaftlich für diese breite Marktdurchdringung hergestellt werden.
Zur Lösung dieser Problemstellung werden im Vorhaben ManTyS Fertigungstechnologien und eine die Technologien zusammenfassende Prozesskette zur wirtschaftlichen Herstellung von PEM-Brennstoffzellen-Stacks in Großserie entwickelt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf innovativen Lösungen zur Fertigung von Gasverteilerstrukturen und der Medienabdichtung (Luft, Wasserstoff und Kühlmedium) sowie Technologien zum Fügen von metallischen Bipolarplattenhälften. Die Bewertung der jeweiligen Technologien findet durch geeignete Charakterisierungsmaßnahmen an aufgebauten Testmustern statt und beinhaltet u.a. Druckabfalltests, Kontaktwiderstandsmessungen und UI-Kurven.
Zum Ende des Projekts wird für die erarbeiteten Technologien ein TRL von 5 – 6 angestrebt. Die für die Entwicklung der Fertigungstechnologien zugrunde liegenden Stückzahlen betragen > 100.000 Stacks pro
Jahr. Je nach Stack-Aufbau korrespondiert diese Stückzahl mit bis zu 40 Million Einzelzellen und bedingt für die wirtschaftliche Fertigung der Stacks Taktzeiten im einstelligen Sekundenbereich. Je nach Prozess sind zur Erfüllung dieser Anforderungen auch geeignete Parallelisierungsmaßnahmen in der Prozesskette zu berücksichtigen. Im Anschluss an das Vorhaben ManTyS ist beabsichtigt, geeignete Technologien zur Serienreife weiterzuentwickeln und dann in der Serienfertigung einzusetzen.

Das Foto zeigt einen Brennstoffzellen-Stack (Foto: Bosch).