„Wir machen Hochdruck-Elektrolyse wirtschaftlich.“

Willkommen bei H2Innovate

Die Wasserstoffwirtschaft benötigt leistungsfähige Elektrolyseure, die nicht nur technisch überzeugen, sondern auch wirtschaftlich hergestellt werden können. H2Innovate verfolgt genau dieses Ziel: Ein neuartiger Zellrahmen für Hochdruck-PEM-Elektrolyseure wird so weiterentwickelt, dass er künftig im Spritzgussverfahren gefertigt werden kann. Dadurch sollen die Fertigungskosten deutlich sinken und die industrielle Herstellung großer Elektrolyseur-Stacks ermöglicht werden.

Grundlage ist ein an der Westfälischen Hochschule entwickeltes und patentiertes Stackkonzept mit hydraulischer Einzelzellverpressung. Dieses ermöglicht einen zuverlässigen Betrieb bei hohen Wasserstoffdrücken, hohen Temperaturen und hohen Stromdichten. Gemeinsam entwickeln die Westfälische Hochschule, die AstroPlast Kunststofftechnik GmbH & Co. KG und die ProPuls GmbH den bestehenden Kunststoff-Zellrahmen weiter, sodass er künftig wirtschaftlich im Spritzguss gefertigt werden kann. Die neu entwickelten Zellrahmen werden anschließend in einem Hochdruck-Elektrolyseur-Stack integriert und unter industrienahen Bedingungen umfassend getestet.

Das Projekt ist Teil der H2Raum-Initiative und wird durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt im Programm „T!Raum – TransferRäume für die Zukunft von Regionen“ gefördert.

Was macht Innovate besonders?

Innovative Zellrahmen für Hochdruck-Elektrolyseure

Im Mittelpunkt steht ein neuartiger Kunststoff-Zellrahmen, der alle wesentlichen Aktivkomponenten eines Elektrolyseurs integriert. Das Konzept ermöglicht eine gleichmäßige hydraulische Verpressung der Einzelzellen und schafft die Grundlage für einen leistungsfähigen und langlebigen Stack.

Spritzguss statt aufwendiger Zerspanung

Der bisher zerspanend gefertigte Zellrahmen wird so weiterentwickelt, dass eine wirtschaftliche Herstellung im Spritzgussverfahren möglich wird. Dafür werden modulare Rahmenteile entwickelt, miteinander verschweißt und hinsichtlich Funktion, Dichtheit und Stabilität optimiert.

Forschung mit direktem Industriebezug

Die entwickelten Zellrahmen werden nicht nur konstruiert und gefertigt, sondern in einem Hochdruck-PEM-Elektrolyseur unter realitätsnahen Betriebsbedingungen validiert. So entstehen Lösungen, die unmittelbar den Weg in industrielle Anwendungen ebnen können.

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„Mit H2Innovate schaffen wir die Grundlage, eine an der Westfälischen Hochschule entwickelte Technologie wirtschaftlich in die industrielle Anwendung zu überführen. Die Weiterentwicklung des Zellrahmens ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu leistungsfähigen und bezahlbaren Hochdruck-Elektrolyseuren“, Bernd Kriegesmann

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Chancen

Fertigungskosten deutlich reduzieren

Durch den Wechsel zum Spritzgussverfahren sollen die Herstellungskosten der Zellrahmen im Vergleich zur bisherigen Fertigung erheblich gesenkt werden. Damit wird die wirtschaftliche Produktion größerer Elektrolyseur-Stacks ermöglicht.

Skalierbare Elektrolyseur-Technologie

Der modulare Aufbau erlaubt die Herstellung unterschiedlich großer Stacks mit standardisierten Komponenten. Das vereinfacht die Produktion und schafft die Grundlage für eine industrielle Serienfertigung.

Regionale Wertschöpfung stärken

Das Projekt verbindet Forschung, Kunststofftechnik und Wasserstofftechnologie. Die Ergebnisse eröffnen neue Geschäftsfelder für die beteiligten Unternehmen und stärken den Wissens- und Technologietransfer in die regionale Wasserstoffwirtschaft.

Schwierigkeiten

Komplexe Bauteile spritzgussgerecht entwickeln

Der Zellrahmen muss so konstruiert werden, dass alle technischen Funktionen erhalten bleiben und gleichzeitig eine wirtschaftliche Fertigung im Spritzgussverfahren möglich ist.

Dauerhaft dichte und stabile Verbindungen schaffen

Die einzelnen Rahmenteile werden mittels Ultraschallschweißen verbunden. Dabei müssen höchste Anforderungen an Dichtheit, mechanische Stabilität und Langzeitbeständigkeit erfüllt werden.

Funktion unter Hochdruck nachweisen

Die neu entwickelten Zellrahmen müssen ihre Leistungsfähigkeit in einem Hochdruck-Elektrolyseur unter realen Betriebsbedingungen über einen längeren Zeitraum zuverlässig nachweisen.

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