Welche der Energiequellen wird künftig für die Energiewende ausschlaggebend sein? Gibt es diese Energiequelle schon oder muss sie noch entwickelt und erforscht werden? Sicher ist wahrscheinlich nur, dass Erdöl und Erdgas nicht dazu gehören werden, wie luckx – das magazin vermutet.
Produktionssystem soll den Transfer in die Industrie beschleunigen
Wer die Berichterstattung in der letzten Zeit aufmerksam verfolgt, konnte erfahren, dass russisches Gas abgefackelt wird, damit es nicht nach Europa geliefert werden muss. Denn wenn einmal so eine Erdgasblase angebohrt wurde, kann nicht so einfach ein Pfropfen darauf gesteckt werden, um das Bohrloch abzudichten wie Fachleute sagen. Dadurch entsteht eine Umweltkatastrophe im bisher ungeahntem Ausmaß. Was daran demokratisch ist, kann bestimmt nur der ehemalige Bundeskanzler und Putin-Freund Gerhard Schröder beantworten.
Doch kommen wir auf das eigentliche Thema von Lösungen zur beschleunigten Umsetzungen von Forschungsergebnissen in eine industrielle Lösung. Mit Hilfe einer Referenzfabrik.H2 soll ein Produktionssystem aufgebaut werden, das auf physischen und virtuellen Komponenten beruht. Darin werden ein Referenzdesign und neue Technologielösungen geschaffen bzw. bestehende optimiert. Parallel werden digitale Zwillinge von den Produktionselementen entwickelt und in einer virtuellen Architektur verankert. „Dadurch entsteht ein Baukasten von Technologien. Dies beschleunigt den Transfer der Lösungen in die Industrie“, sagt Dr. Ulrike Beyer, Leiterin der Wasserstoff-Taskforce am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU und Koordinatorin des Projekts. Die virtuellen Abbilder bieten den Forschungsteams die Möglichkeit, die Vernetzung neuer Produktionsverfahren und -anlagen zu simulieren und bereits am Rechner im Detail zu prüfen, zu vergleichen und so die geeigneten Materialien, Werkzeuge und Anlagen für eine effektive Fertigung auszuwählen. Auf diese Weise lassen sich Gesamtzusammenhänge bis hin zu kompletten Prozessketten übersichtlich darstellen und die bei der Fertigung der Wasserstoffsysteme entstehenden Kosten bewerten. Ziel wird sein: Produktionstechnologien und -anlagen für die kostengünstige Serienfertigung von Brennstoffzelle und Elektrolyseur zu entwickeln, die den Markthochlauf ab 2025 substanziell unterstützen.
Chance Wasserstoffsystem-Produktion
„Herzstück der Wasserstoffsysteme ist der Stack, in dem die Wasserspaltung bzw. die Stromgewinnung ablaufen“, erläutert Beyer. Ein solcher Stack besteht aus mehreren hundert aufeinandergestapelten und verschalteten Einzelzellen, in denen die chemische Energiewandlung abläuft. Aufgrund seiner vielen Wiederholelemente bietet es sich an, die Produktion des Stack in eine industrielle Produktion mit großen Stückzahlen zu überführen und dadurch die Kosten substanziell zu senken.
Die Referenzfabrik umfasst Maschinen und Anlagen zur Fertigung der wesentlichen Stack-Komponenten Bipolarplatte (BPP) und Membran-Elektroden-Einheit (MEA).