Reale Belastungen von Energiespeichern und Wasserstoff-Brennstoffzellensystemen sind vielfältig und treten überlagert auf. Für eine schnelle und nachhaltige Markteinführung ist daher eine realitätsnahe Erprobung während der Entwicklung mit überlagerten mechanischen, thermischen und elektrischen Beanspruchungen entscheidend.
Für die Energiebereitstellung in mobilen Systemen werden
Niedertemperatur-Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (NT-PEM-BZ) zu einem Stapel kombiniert. Der Einsatz dieser Brennstoffzellen-Stapel in Nutzfahrzeugen unterliegt einer Vielzahl von hochkomplexen und überlagerten multiphysikalischen (mechanisch, thermisch und elektrisch) und chemischen Belastungen. Die Auswirkungen dieser Beanspruchungen auf die Sicherheit und Zuverlässigkeit der BZ-Stapel sind bisher wenig erforscht.
Da sich BZ-Antriebe für Nutzfahrzeuge noch in der Prototypenphase befinden, jedoch eine mehr als dreimal längere Betriebsdauer im Vergleich zu PKWs erfordern, ist eine zuverlässige und effiziente Gestaltung dieser Systemlösungen für eine schnelle und nachhaltige Einführung in breiterem Maßstab von entscheidender Bedeutung.
Erhebliche Beschleunigung in der Produktentwicklung
Das Fraunhofer LBF stellt dazu den komplexen Beanspruchungszustand aus der Nutzung flexibel und zeiteffizient im Labor nach. Die Forschenden arbeiten mit flexiblen Testumgebungen und können auf vielfältige Kundenbedarfe reagieren. Die realisierbaren Testszenarien gehen weit über den Stand der Technik hinaus. Mit diesen hocheffizienten und flexiblen Analysemethoden erreichen die Experten erhebliche Beschleunigung in der Produktentwicklung bei der passenden Gestaltung von Energiespeichern und Brennstoffzellensystemen bereits in der frühen Entwicklungsphase. Die Ergebnisse resultieren dabei spürbare Wettbewerbsvorteile in dem stark konkurrierenden Zukunftsmarkt der Elektromobilität.
Wertschöpfung im Technologiefeld von Wasserstoff und Brennstoffzellen
Die neuen Fraunhofer-Technologien sind wesentliche Voraussetzungen bei der Etablierung von Wasserstoff als zukünftigen regenerativen Energieträger. Alle Teile der Brennstoffzellen-Wertschöpfungskette im Kontext Nutzfahrzeug können von den Ergebnissen profitieren: Hersteller und Entwickler von Brennstoffzellen, Brennstoffzellmodulen und Brennstoffzellsystemen, ebenso Entwickler und Systemausrüster für Teststände.
