Die
Bedeutung von Brennstoffzellen, in denen die chemische Energie von Wasserstoff in elektrische umgewandelt wird, nimmt aktuell stark zu. Eine zentrale Komponente sind Bipolarplatten (BPP), die sowohl die elektrische Verbindung als auch die definierte Gasverteilung, Kühlung und Abdichtung innerhalb der Stacks gewährleisten. Die hohen Kosten dieser Platten stellen jedoch ein wesentliches Hindernis für die wirtschaftliche Brennstoffzellenproduktion und damit für eine breite Marktdurchdringung dar. Etablierte Kaltumformverfahren sind aufgrund der künftig sehr geringen Materialstärken (< 100 µm) ungeeignet, große Stückzahlen kostengünstig zu produzieren.
Genau hier setzt das Projekt an: Die Herstellung metallischer BPP soll mittels
der Warmumformung gänzlich neu gedacht werden und die Marktdurchdringung ermöglichen.
Im
Rahmen des Projekts soll daher, basierend auf einer Simulation, eine Laboranlage
aufgebaut werden, mit der die Umformung der BPP im bei erhöhten Temperaturen (bis zu 1000°C) durchgeführt wird.
Basierend
auf den gewonnenen Lab-Scale-Ergebnissen setzt sich das Projekt weiterhin zum
Ziel, ein entsprechendes Scale-Up-Konzept zu entwerfen sowie im Rahmen eines Roadmappings Zukunftsperspektiven für das Interreg-Programmgebiet aufzuzeigen.
Im Projektverlauf konnten
mit Hilfe der Warmumformung bereits BPP hergestellt und damit der Ansatz des Projekts erfolgreich umgesetzt werden. Es zeigte sich
jedoch, dass es an den Kanten der Kanäle zu einer Materialverdünnung oder sogar zur Rissbildung kommen
kann. Dieser Prozess konnte
simulativ nachgebildet und erklärt werden. Deshalb ist das weitere Ziel, dieses Problem mithilfe einer zweistufigen Warmumformung
zu beheben. Zusätzlich werden Simulationen durchgeführt, um den Einsatz ferritischer Edelstähle als kostengünstigere und nickelarme Alternative zu den bisher verwendeten austenitischen Werkstoffen zu prüfen. Diese könnten nicht nur Kosten senken, sondern auch die Umformung bei hohen Temperaturen erleichtern.
