Cluster OST Sachsen

Handlungsfeld

Das Cluster OST verfügt über bedeutende Erfahrungen zur Entwicklung von Technologien für eine hochratenfähige ressourceneffiziente Serienproduktion. Diese signifikanten Kompetenzen und Infrastrukturen werden am Standort mit dem spezifischen Brennstoffzellen-Know-how gekoppelt. So entsteht ein Ökosystem, dass es ermöglicht, die Brennstoffzellen-Produktion in Abhängigkeit von Ausbringungsmenge und unter Berücksichtigung der zu produzierenden Brennstoffzellen-Spezifika zu untersuchen und weiterzuentwickeln. Hierdurch können passgenaue Lösungen für die Industrie geschaffen werden, die eine gezielte Integration in das bestehende Produktionssystem ermöglichen.

Darüber hinaus kann auf außerordentliche Möglichkeiten zurückgegriffen werden, die aus der Wasserstofferzeugung resultieren. So wird das Cluster mit dem Hydrogen Lab Görlitz über ein einzigartiges industrielles Test- und Nationales Zertifizierungszentrum für Elektrolyseure verfügen. Damit besteht neben der Nutzung von Synergieeffekten aus der Technologiekompatibilität auch permanenter Zugriff auf ausreichend Wasserstoff. So können die produktionsbegleitenden Qualitätsprüfungen hinsichtlich Hoch- und Höchstratenfähigkeit weiterentwickelt und damit hinsichtlich Produktionsgeschwindigkeit synchronisiert werden. Weiterhin können wesentliche Kompetenzen für Digitalisierung, Kreislaufwirtschaft und Fabrikplanung für den Aktionsplan Brennstoffzellen-Produktion genutzt werden. 

Ziele

Das Cluster OST will die industrielle Produktion von Brennstoffzellen-Komponenten und -Stacks für die mobile und stationäre Anwendung entwickeln und damit den industriellen Rollout der Brennstoffzellen-Technologie massiv beschleunigen. Aufgrund der vergleichbaren Komponenten und des ähnlichen Aufbaus wird sich das Cluster OST darüber hinaus der industriellen Produktion von Elektrolyseuren widmen.

Dadurch wird die Brennstoffzellen-und Elektrolyseur-Industrie zu einem zentralen Kompetenzfeld sächsischer Unternehmen aufgebaut, das nachhaltig eine regionale Technologie-Souveränität gewährleistet und gleichzeitig die Exportfähigkeit des Maschinen- und Anlagenbaus forciert. 

Forschungsschwerpunkt

Die höchstratenfähige Produktion von Brennstoffzellen-Komponenten und -Stacks für die mobile und stationäre Anwendung mittels Systemansatz, d.h. das tatsächliche Implementierungsszenario der Brennstoffzellen-Komponenten bzw. des -Stacks und der Produktionsmodule, sind Parameter für die Lösungsentwicklung. Somit können Besonderheiten einzelner Brennstoffzellen-Typen berücksichtigt und ein breites Anwendungsfeld für mobile Nutzungsszenarien angesprochen werden.

Systemansatz bedeutet darüber hinaus auch, eine prozesskettenorientierte Forschung und Entwicklung zu verfolgen. So sollen speziell für die spezifische Industrie (kleine und mittelgroße Unternehmen der Zulieferindustrie mit unterschiedlichem Produktportfolio) regional am Standort passgenaue Produktionsmodule konzipiert werden, die sich effektiv in vorhandene industriellen Prozesse integrieren lassen. 

Forschungskompetenzen des Clusters im Bereich der Brennstoffzellen-Produktion

  • Verständnis der verschiedenartigsten Umformverfahren zur qualitätsgerechten Herstellung von metallischen BPP im Hinblick auf anwendungsspezifische Auslegung der Technologie, intelligente Werkzeuge zur Berücksichtigung der Materialeigenschaften, geschlossene digitalisierte Regelkreisläufe, Qualitätsüberwachung, Modellierung, Herstellung und Entwicklung

  • Montage- und Handhabungstechnologien inkl. flexibler Greifkonzepte und Methodik zur Beachtung von Fertigungstoleranzen und zur Anwendung beim hochratenfähigen Stapeln und Verspannen der Komponenten
  • Mikrostrukturelle Materialanalytik und Werkstoffbewertung inkl. Prüftechnik im Hinblick auf alle Produktionselemente und Brennstoffzellen-Typ

  • Durchlaufbeschichtungssystemen und dazugehörige Anlagentechnik zur Steigerung der Leitfähigkeit und Korrosionsfestigkeit der BPP inkl. Konzeptionierung, Qualitätssicherung, Material- und Prozessentwicklung

  • Variable Fügesysteme (Kleben, Schweißen), inkl. Verfahrenskombination, spezifische Anpassungen und Prozessüberwachung, sowie BPP-Vereinzelung durch Laserschneiden

Referenzprojekte

  • HLG | Fraunhofer IWU, IMWS: Testlabor und Entwicklung innovativer Lösungen für H2- und Speichertechnologien, nationales Prüf- und Zertifizierungszentrum für H2- und Speichertechnologien (Freistaat Sachsen, Siemens, Fraunhofer)
  • HOKOME | Fraunhofer IWU, IWS: Entwicklung hochproduktiver und kosteneffizienter R2R-Fertigungsmethoden für Komponenten von Brennstoffzellen-Stacks (Fraunhofer)
  • Fit-4-AMandA | Automatic Manufacturing and Assembly (EU Horizon 2020)
  • MAMA-MEA | Mass Manufacture of MEAs Using High-Speed Deposition Processes (EU Horizon2020)