Der Nationale Aktionsplan bildet die wesentlichen Sensitivitäten der Wertschöpfungskette bei der Herstellung, Stacking und Recycling der beiden substanziellen Brennstoffzellen-Komponenten: Protonenaustausch-Membran (Abkürzung: MEA) und Bipolar-Platten (Abkürzung: BPP) ab und besteht aus vier Technologie-Teilverbünden: R2MEA, R2HP, HP2BPP und ST2P sowie aus einen übergeordneten digitalen Nexus-Verbund: ViR.
Der Technologie-Teilverbund "ST2P" ist an der OHLF in Wolfsburg angesiedelt.
Laufzeit:
11/2021-12/2025
Förderung:
Fördergeber BMDV
Projektträger:
Projektträger Jülich (PTJ)
Dr.-Ing. Dennis Backofen
Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
Technologieverbund ST2P („Stack-to-piece“)
Kreislaufwirtschaft der Brennstoffzellentechnologie
Forschungsmotivation
Um auf den steigenden Bedarf an erneuerbaren Energien in den nächsten Jahrzehnten reagieren zu können, bedarf es neben der Produktion über Wind-, Solar- und Wasserkraft auch eine smarte Speicherung der Energie, z.B. über die Kombination aus Elektrolyse- (Wasserstofferzegung) und Brennstoffzellensystemen (Rückverstromung) an. Damit ist eine hohe Produktionszahl an diesen Systemen in naher Zukunft zu erwarten, die aufgrund ihrer verwendeten Materialien (z.B. Platin, Iridium und Titan) an ihrem Lebensende kreislaufwirtschaftlich verwertet werden sollen. Innerhalb des Projektes ST2P des nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) sollen Antworten auf eine geeignete Kreislaufwirtschaft für die Brennstoffzellen von übermorgen erforscht und entwickelt werden.
Vorgehensweise
Die wichtigsten Arbeitsschritte und Meilensteine innerhalb des Projektes gliedern sich wie folgt:
- Konzeptionierung und Implementierung einer Datenbankinfrastruktur zur Analyse der Prozessketten und Einführung einer FingerPrint-Technologie
- Aufbau und Entwicklung von Reuse-, Repair- und Remanufacturing-Konzepten und -Prozessen für Brennstoffzellensysteme
- Entwicklung und Umsetzung einer vollautomatisierten Montage- und Demontagelinie für ein Brennstoffzellenstack inkl. Gehäuse
- Ermittlung der Variantenvielfalt bestehender Stacks um daraus ein recyclinggerechtes, standardisiertes Design für Stack und Gehäuse zu entwickeln
- Zustandsermittlung Brennstoffzellen-System / Stack-CharakterisierungEin paar Stichpunkte
- Ökonomische und ökologische Bewertung der Prozesse (LCA/LCE)
Ansätze und Nutzen (Projektziele)
Innerhalb des Technologieverbunds ST2P sollen die folgenden Projektziele erreicht werden:
- Entwicklung von recyclinggerechten Fertigungstechnologien nach dem Prinzip „Design for Recycling“ für Brennstoffzellensysteme
- Umsetzung in einer vollautomatisierten Montage- und Demontageplattform
- Überprüfung der Brennstoffzellenkomponenten in skalierbare Reuse-, Repair- und Recyclingkonzepte
- Steigerung der Produktqualität bei Reduzierung des Produktentwicklungszyklus sowie Entwicklungskosten bzw. Produktionsfehlern
- Ermittlung des CO2 Fußabdrucks
Projektkonsortium
