Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

HMI Preview 2020: Neue Herzen für Brennstoffzellen: Fraunhofer IWU forscht an zukunftsfähiger Serienproduktion

12.02.2020

Am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU entsteht moderne Fertigungstechnologie für Brennstoffzellen-Antriebe. Ziel ist die schnelle und günstige Produktion in Großserie. Dafür konzentrieren sich die IWU-Forscherinnen und -Forscher in einem ersten Schritt direkt aufs Herz dieser Antriebe und arbeiten an Möglichkeiten, Bipolarplatten aus dünnen Metallfolien herzustellen. Auf der Hannover Messe präsentiert das Fraunhofer IWU diese und weitere zukunftsträchtige Forschungsaktivitäten zu Brennstoffzellen-Antrieben mit dem Rennwagen Silberhummel®. Vorab gibt es die Highlights auf der Hannover Messe Preview am 12. Februar 2020 in Halle 19.Halle 19.

Um große Reichweiten zu erzielen, sind Brennstoffzellen bei der Bereitstellung von Energie in elektrischen Antrieben eine optimale Ergänzung zu Batterien. Brennstoffzellen herzustellen, ist aber nach wie vor kostenintensiv, sodass immer noch relativ wenige Fahrzeugmodelle in Deutschland mit dieser Antriebstechnologie auf dem Markt verfügbar sind.


Der Rennwagen Silberhummel® wird künftig mit einem fortschrittlichen Brennstoffzellen-Antrieb ausgestattet sein.

Fraunhofer IWU

Die Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer IWU arbeiten nun an einer kostengünstigeren Lösung: »Wir denken ganzheitlich und betrachten alle Komponenten eines Brennstoffzellen-Antriebs. Das beginnt bei der Bereitstellung des Wasserstoffs, betrifft die Auswahl der Materialien, die unmittelbar an der Stromerzeugung in Brennstoffzellen beteiligt sind, und geht bis hin zur Wärmeregulation in der Zelle selbst sowie im gesamten Fahrzeug«, erläutert Dipl.-Ing. Sören Scheffler, Projektleiter am Fraunhofer IWU in Chemnitz.

Brennstoffzellen: Schnelle und günstige Produktion in Großserie

In einem ersten Schritt konzentrieren sich die Forscherinnen und Forscher auf das Herz eines Brennstoffzellen-Antriebs: den »Stack«. In diesem Bauteil entsteht Strom in vielen übereinander gestapelten Zellen, die aus Bipolarplatten und Elektrolytmembranen bestehen.

»Wir erforschen, wie wir die konventionellen Grafit-Bipolarplatten durch dünne Metallfolien ersetzen können. Das ermöglicht, Stacks schnell und günstig in Großserie herzustellen. Die Produktivität wird so deutlich erhöht«, so Scheffler. Im Fokus steht dabei zudem das Thema Qualitätssicherung. Jede Komponente für Stacks wird direkt bei der Herstellung kontrolliert. So soll sichergestellt werden, dass ausschließlich zu 100 Prozent geprüfte Teile ihren Weg in Stacks finden.

Parallel dazu verfolgt das Fraunhofer IWU das Ziel, die Anpassungsfähigkeit des Stacks an die Umgebung und die Fahrsituation zu verbessern. Scheffler: »Unsere Annahme lautet: Um Wasserstoff zu sparen, kann eine dynamische Einstellung auf die Umgebungsvariablen – auch mit KI-Unterstützung – helfen.

Es macht einen Unterschied, ob ein Antrieb bei hoher oder niedriger Außentemperatur genutzt wird oder ob er im Flachland oder im Gebirge eingesetzt wird. Bisher arbeiten Stacks in einem vorab festgelegten, starren Betriebsbereich, der diese umgebungsabhängige Optimierung nicht zulässt.«

Präsentation auf der Hannover Messe 2020 mit der Silberhummel®

Anschaulich wird der Forschungsansatz der Fraunhofer-Expertinnen und -Experten auf der Hannover Messe vom 20. bis 24. April 2020 mit ihrem Exponat »Silberhummel®«. Die Silberhummel® basiert auf einem in den 1940er-Jahren von der Auto Union konzipierten Rennwagen.

Die Entwickler vom Fraunhofer IWU haben das Fahrzeug jetzt mit neu entwickelten Fertigungsverfahren nachgebaut und damit einen modernen Technologieträger geschaffen. Ziel ist es, die Silberhummel® mit einem elektrischen Antrieb auszustatten, der auf fortschrittlicher Brennstoffzellentechnologie basiert. Während der Messe wird diese Technologie bereits digital in das Fahrzeug projiziert.

Technologieträger Silberhummel®: Schnelle und günstige Produktion kleiner Stückzahlen

Die Karosserie der Silberhummel® selbst ist auch ein Beispiel für innovative Fertigungslösungen und Umformverfahren, die am Fraunhofer IWU entwickelt werden. Allerdings steht hierbei die wirtschaftliche Herstellung kleiner Stückzahlen im Vordergrund.

Das Karosserieblech der Silberhummel® wurde nicht mit großen Pressen in Form gebracht, die aufwändig mit Werkzeugen aus Stahlguss betrieben werden. Stattdessen kamen Negativformen aus schnell zu bearbeitendem Holz zum Einsatz. Mit einem speziellen Dorn drückte eine dafür konstruierte Werkzeugmaschine das Karosserieblech Stück für Stück auf die Holzform. Das Verfahren heißt in der Fachsprache »inkrementelles Umformen«.

»Auf diese Weise entstehen gewünschte Bauteile viel schneller als mit dem konventionellen Verfahren – egal ob Kotflügel, Motorhauben oder sogar Seitenteile von Straßenbahnen. Die herkömmliche Herstellung der Werkzeuge, mit denen zum Beispiel Karosserieteile geformt werden, kann mehrere Monate in Anspruch nehmen. In unseren Versuchen haben wir gerade mal eine knappe Woche benötigt – von der Herstellung der Holzform bis zum fertigen Blech«, erklärt Scheffler.

Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU nimmt an der Hannover Messe Preview in Halle 19 am 12. Februar 2020 teil. Auf der Messe vom 20. bis 24. April finden Interessierte die Silberhummel® und das Institut auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand C18 in Halle 16.

Originalpublikation:

https://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2020/februar/hm-preview2...

Weitere Informationen:

https://www.fraunhofer.de/de/presse/pressemappen/pressemappe-zur-hannover-messe-...

Thomas Eck | Fraunhofer-Gesellschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanopartikel können Zellen verändern

Nanopartikel dringen leicht in Zellen ein. Wie sie sich dort verteilen und was sie bewirken, zeigen nun erstmals hochaufgelöste 3D-Mikroskopie-Aufnahmen an BESSY II. So reichern sich bestimmte Nanopartikel bevorzugt in bestimmten Organellen der Zelle an. Dadurch kann der Energieumsatz in der Zelle steigen. „Die Zelle sieht aus wie nach einem Marathonlauf, offensichtlich kostet es Energie, solche Nanopartikel aufzunehmen“, sagt Hauptautor James McNally.

Nanopartikel sind heute nicht nur in Kosmetikprodukten, sondern überall, in der Luft, im Wasser, im Boden und in der Nahrung. Weil sie so winzig sind, dringen...

Im Focus: New synthesis methods enhance 3D chemical space for drug discovery

After helping develop a new approach for organic synthesis -- carbon-hydrogen functionalization -- scientists at Emory University are now showing how this approach may apply to drug discovery. Nature Catalysis published their most recent work -- a streamlined process for making a three-dimensional scaffold of keen interest to the pharmaceutical industry.

"Our tools open up whole new chemical space for potential drug targets," says Huw Davies, Emory professor of organic chemistry and senior author of the paper.

Im Focus: Quantum fluctuations sustain the record superconductor

Superconductivity approaching room temperature may be possible in hydrogen-rich compounds at much lower pressures than previously expected

Reaching room-temperature superconductivity is one of the biggest dreams in physics. Its discovery would bring a technological revolution by providing...

Im Focus: 10. Februar: Die Raumsonde Solar Orbiter startet ihre Reise ins All

In den frühen Morgenstunden des 10. Februar ist es soweit: Die Raumsonde Solar Orbiter startet ihre Reise ins All. Die Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) wird die Sonne aus nächster Nähe erforschen. Mit an Bord ist das Röntgenteleskop STIX, an dessen Entwicklung und Bau das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) beteiligt war.

Solar Orbiter wird sich nach ihrem Start der Sonne auf bis zu 0,28 Astronomische Einheiten (1 AE = die Entfernung zwischen Erde und Sonne) nähern und unter...

Im Focus: Neues Coronavirus-Modul in SORMAS

Am HZI entwickelte App zur Seuchenbekämpfung wird erweitert, um Verbreitung des Erregers zu stoppen

Ende Dezember 2019 wurden erste Fälle von Lungenentzündungen, die durch ein neuartiges Coronavirus ausgelöst werden, aus der chinesischen Stadt Wuhan gemeldet....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

4. Fachtagung Fahrzeugklimatisierung am 13.-14. Mai 2020 in Stuttgart

10.02.2020 | Veranstaltungen

Alternative Antriebskonzepte, technische Innovationen und Brandschutz im Schienenfahrzeugbau

07.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Nanopartikel können Zellen verändern

12.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

HMI Preview 2020: Neue Herzen für Brennstoffzellen: Fraunhofer IWU forscht an zukunftsfähiger Serienproduktion

12.02.2020 | Messenachrichten

Hannover Messe Preview 2020: Predictive Maintenance - Zustandsüberwachung und Datenanalyse in der Cloud

12.02.2020 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics