Neue Bipolarplatten-Generation für Lkw-Brennstoffzellen von Schaeffler

Mit einer neuen Generation von metallischen Bipolarplatten für PEM-Brennstoffzellen (Proton-Exchance-Membrane-Fuel-Cell) demonstriert Schaeffler seine Entwicklungskompetenz in Sachen Wasserstoffmobilität. Die Platten haben ein neues, für die Großserie optimiertes Design und verwenden ein spezielles Beschichtungsverfahren für eine lange Lebensdauer. Damit ausgestattete Stacks erreichen eine rund 20 Prozent höhere Leistungsdichte als Stacks mit den Platten der Vorgängergeneration.
Die am Standort Herzogenaurach aufgebaute Pilot-Fertigungsanlage ist Teil des Wasserstoff-Kompetenzzentrums des Unternehmens. Die vollständig automatisierte Fertigungsanlage ist konstruktiv so ausgelegt, dass dort auch größere Platten für Elektrolyseure hergestellt werden können. Dank des System-Know-hows entwickelt Schaeffler zudem gemeinsam mit Kunden individuelle Bipolarplatten und Komponenten für Brennstoffzellensysteme. Ab Anfang 2024 fertigt Schaeffler Bipolarplatten im gemeinsam mit Symbio gegründeten Joint Venture Innoplate im französischen Haguenau.

Komplexe Konstruktion

Auf den ersten Blick wirken Bipolarplatten eher unscheinbar. Sie sind in etwa nur so groß wie ein DIN A4-Briefumschlag und wiegen rund 60 Gramm. Sie übernehmen jedoch wichtige Funktionen in einer Brennstoffzelle: Sie trennen und verteilen die Prozessgase sowie das Kühlmittel und führen das durch die chemische Reaktion entstandene Wasser ab. Schaeffler realisiert eine Leistungsdichte des Brennstoffzellen-Stacks von 4,6 Kilowatt pro Liter, basierend auf dem Stack-Volumen inklusive der Endplatten und der Verspannung. Für den Antrieb in einem Fahrzeug werden mehrere hundert Bipolarplatten zum Brennstoffzellen-Stack aufeinandergeschichtet – immer im Wechsel mit der sogenannten Membran-Elektroden-Einheit (MEA). In diesem Verbund machen die Platten bis zu 80 Prozent des Stack-Gewichts und bis zu 65 Prozent des Stack-Volumens aus. Werden bis zu 400 solcher Zellverbunde gestapelt, entsteht ein Stack mit einer elektrischen Gesamtleistung von bis zu 140 Kilowatt, ausreichend für den Antrieb von Llkw. Schwere Nutzfahrzeuge mit bis zu 40 Tonnen werden in der Regel mit der Antriebsenergie aus zwei Stacks versorgt.

Den Beitrag finden Sie auch in der Print-Ausgabe 3-2023 der Krafthand-Truck.