Brennstoffzellen von EKPO.
Hocheffizient, umweltgerecht, zukunftsfähig.

PEMFC-Stackmodule

Ein Brennstoffzellen-Stack ist ein Zellstapel, der in der Regel aus Bipolarplatten, Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs), Dichtungen sowie Endplatten und dem Verspannsystem besteht.

Stackmodule von EKPO enthalten weitere Systemfunktionalitäten, die die Integration in Kundensysteme deutlich erleichtern und die potenziellen Leckagemöglichkeiten im System erheblich reduzieren. Dabei werden in einem speziellen Medienmodul aus Kunststoff zumeist Sensorik für Druck und Temperatur, Ventile, Kondensatabscheider für den Anodenkreis sowie optional kundenspezifische Funktionalitäten integriert.

Wir bieten derzeit die drei standardisierten Stackplattformen NM5-EVO, NM12 und NM12-TWIN an. Außerdem entwickeln wir kundenspezifische Stacklösungen, die optimal auf die jeweilige Systemumgebung abgestimmt sind.

Metallische Bipolarplatten

Bipolarplatten aus Metall bieten Vorteile hinsichtlich der Kosteneffizienz, der für mobile Anwendungen besonders wichtigen Leistungsdichte und der Kaltstartfähigkeit von Brennstoffzellen. Mit hochpräzisen, großserientauglichen Folgeverbund-Werkzeugen produziert EKPO metallische Bipolarplatten in einem vollautomatisierten, verketteten Fertigungsprozess.

PEMFC-Stacks werden aus Membran-Elektroden-Einheiten und Bipolarplatten jeweils abwechselnd gestapelt. Dazwischen liegen poröse Elemente, die der Gasverteilung und Weiterleitung des elektrischen Stroms dienen. Die Bipolarplatte sorgt für die Trennung der Medien und deren Verteilung im Zellstapel, die gleichmäßige Kühlung der Stacks sowie die Weiterleitung des elektrischen Stroms zu benachbarten Zellen.

Medienmodule

Brennstoffzellenstacks müssen dauerhaft mit gleichmäßigem Anpressdruck über die gesamte Zellfläche verspannt werden. Dafür sorgen Endmodule, die sich aus dem Verspannungssystem und gegebenenfalls aus Medienmodulen zusammensetzen.

Seriengerechte Endmodule für PEMFC sind hybride Baugruppen aus Metallkomponenten und Hochleistungskunststoffen, die bei sehr guter Formtreue allen Anforderungen gerecht werden. Sie müssen – ebenso wie die Medienmodule – mechanisch stabil, chemisch beständig und möglichst leicht sein. EKPO realisiert hochkomplexe Endmodule im Spritzguss unter Einhaltung engster Toleranzanforderungen. Besonderheit: Durch die Integration von Teilen der Systemtechnik direkt am Stack in Form eines Medienmoduls wird das System erheblich vereinfacht.

Dichtsysteme

Aufgrund unserer umfassenden Kompetenz in der Dichtungstechnik und Stackplattformen-Herstellung können wir auch für Brennstoffzellen maßgeschneiderte Dichtsysteme anbieten. Diese können sowohl an den Softgoods (GDL, Subgasket) als auch an den Bipolarplatten angebracht sein. Dabei kommen eigene Werkstoffe oder vom jeweiligen Kunden spezifizierte Materialien sowie modernste Fertigungsverfahren zum Einsatz. Für leistungsstarke, sichere und kostengünstige Abdichtlösungen. 

VolumetriQ ist ein im Rahmen des durch die Europäische Kommission koordiniertes Förderprogramm Horizon2020, welches dem Bereich Wasserstoff und Brennstoffzellen zuzuordnen ist. Mit diesem EU Projekt werden Entwicklungsaufgaben zu „Zell- und Stackkomponenten, Stack- und Systemherstellungstechnologien und deren Qualitätssicherung“ finanziert, mit dem Fokus zuverlässige und effiziente Serienfertigung für PEM-Brennstoffzellen zu etablieren.

Im Zuge des Projektes soll ein automotive Stack für den potentiellen Einsatz im Fahrzeug entwickelt werden, bei dem die Komponenten und Stacks nach Optimierung von verfügbaren Fertigungs- und Qualitätsprozessen im Hinblick auf brennstoffzellenspezifische Anforderungen im Serienprozess hergestellt werden können. Der PEM-Brennstoffzellenstack von ElringKlinger soll die durch OEMs (BMW, Daimler) vorgegebene automotive Leistungsanforderungen erfüllen. Außerdem werden End-Of-Line Prozedere optimiert, sodass eine verbesserte, für relevante Marktvolumen entwickelte Endabnahme erfolgen kann. Kostenziele durch die Produktion von hohen Stückzahlen sollen erreicht werden, um eine flächendeckende Markteinführung der Technologie maßgeblich zu fördern.

Initiator: FCHJU-EU

Weitere Informationen: http://www.volumetriq.eu/

Das Projekt zielt darauf ab die Gesamtbetriebskosten eines Brennstoffzellenbusses für Personenbeförderung, durch die Erhöhung der Lebensdauer der Brennstoffzellen, zu reduzieren. Eine Maximierung der Lebensdauer wird durch die fortschrittliche Online-Diagnose der Brennstoffzellen und der Systemkomponenten, verbunden mit Prognosemethoden zur Abschätzung der Restnutzungsdauer des Systems und daraus abgeleiteten Regelalgorithmen, erreicht. Um den Fortschritt der Technologie zu verifizieren, umfasst das Projekt eine Demonstration der Anwendung in relevantem Umfeld. Der entwickelte Prototyp beschreibt dabei ein in einen Anhänger integriertes Range Extender System auf Brennstoffzellenbasis für elektrische Stadtbusse.

Initiator: FCHJU-EU

Weitere Informationen: http://www.giantleap.eu

Ziel des Projekts ist es ein Konzept für eine „flexibel skalierbare“ und  hochwertige Produktionslinie zur Herstellung von PEM- Brennstoffzellmodulen zu entwickeln.

Der Aufgabenumfang der Automatisierung zur Herstellung dieser Module wird im Projekt untersucht. Es handelt sich um folgende Aufgaben:

• Entwurf eines „flexiblen“ Produktionsprozesses, der eine Kapazitätserweiterung zur Herstellung von 50.000 Teile pro Jahr ermöglicht.
• Definition von automatisierten Qualitätskontrollstrategien und –prozessen mit dem Ziel, die Qualität bei der Großserienfertigung zu gewährleisten, einschließlich der Abläufe bei erforderlichen Nachbesserungen.
• Entwicklung von „flexiblen“ Montagestationen, die einen schrittweisen Übergang vom manuellen Betrieb zu vollautomatischen Prozessen ermöglichen.
• Datenerfassung, Dokumentation und Trackingmethoden, welche die Anforderungen an die  Rückverfolgbarkeit erfüllen.

Der Entwurf, der im Rahmen des Projekts berücksichtigt wird, beinhaltet die Herstellung von geringeren bis zu sehr großen Mengen von PEM-Brennstoffzellen.

Initiator: FCHJU-EU

Weitere Informationen: http://www.inline-project.eu/