Der Wasserstofftechnologie als Schlüssel für die Energiewende fehlt noch ein entscheidender Schritt: ihre breite Anwendung. Vor allem die hohen Kosten durch teure Materialien und aufwändige Fertigungsverfahren von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren bremsen den ersehnten Durchbruch.
Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT nimmt sich den Herausforderungen an und arbeitet intensiv daran, kosteneffiziente und skalierbare Lösungen zu entwickeln. Auf der Hy-fcell 2024 in Stuttgart präsentiert das Aachener Institut in Halle 4, Stand 4E51 zukunftsweisende Innovationen, die dazu beitragen, Produktionsverfahren erheblich wirtschaftlicher und gleichzeitig nachhaltiger zu gestalten.
Laserbasierte Trocknung von Elektroden: Energieeffizienz, Geschwindigkeit und Platzersparnis in der Brennstoffzellenproduktion
Mit der wachsenden Nachfrage nach Brennstoffzellen wird es immer wichtiger, die Produktionsprozesse effizienter zu gestalten. Die Trocknung der nass applizierten Elektrodenschichten für die Membran-Elektroden-Einheit (MEA) in der Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM)-Brennstoffzelle bleibt dabei eine zentrale Herausforderung. Konventionell wird dieser Prozess in großen Konvektionsöfen durchgeführt, die viel Energie verbrauchen und beträchtlichen Platz in der Produktionshalle beanspruchen.
Das Fraunhofer ILT hat eine lasergestützte Trocknungstechnologie entwickelt, die diese Probleme adressiert. Der Einsatz von Lasern, die die Elektroden definiert belichten, verkürzt die Trocknungszeit von mehreren Minuten auf wenige Sekunden. Diese drastische Reduktion der Trocknungszeit ermöglicht eine deutliche Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit, insbesondere im Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Darüber hinaus reduziert das laserbasierte Verfahren den Energiebedarf im Vergleich zu herkömmlichen gasbetriebenen Durchlauföfen. Zusätzlich benötigt das Lasersystem wesentlich weniger Platz, was eine kompaktere und flexiblere Produktionslinie ermöglicht.
»Die Entwicklung eines laserbasierten Rolle-zu-Rolle-Verfahrens für die Produktion von Membran-Elektroden-Einheiten ist ein wichtiger Schritt, um die Herstellungsprozesse von Brennstoffzellen effizienter zu gestalten. Mit unserer lasergestützten Trocknungstechnologie setzen wir einen neuen Standard, der nicht nur die Produktionsgeschwindigkeit erhöht, sondern auch die Energieeffizienz und die Platznutzung optimiert«, erklärt Manuella Guirgues von der Forschungsgruppe Dünnschichtverfahren am Fraunhofer ILT.
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
