Hochleistungsprüfstand für die Brennstoffzellen-Forschung eingeweiht

Das Technologieunternehmen Continental baut den Bereich Brennstoffzellentechnologie weiter aus. Im Rahmen einer strategischen Kooperation mit der Technischen Universität Chemnitz, Professur für Alternative Fahrzeugantriebe (ALF), wurde am 17. Juli das neu eingerichtete Brennstoffzellenlabor für Brennstoffzellentechnologie eingeweiht.

Die Einweihung erfolgte durch Martin Dulig, Sächsischer Staatsminister für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr (SMWA) sowie stellvertretender Ministerpräsident des Freistaates Sachsen, Stephan Rebhan, Leiter Powertrain Technology & Innovation von Continental, dem Rektor der TU Chemnitz, Prof. Dr. Gerd Strohmeier, Prof. Dr. Thomas von Unwerth, Inhaber der Professur ALF an der TU, sowie Miko Runkel, Bürgermeister der Stadt Chemnitz.

Bereits im Februar war mit der Aufstellung eines großen Wasserstofftanks (H2-Tank) als Teil der Laborausstattung der Professur ALF eine zentrale Voraussetzung für umfangreichere Messaufgaben geschaffen worden. Die Professur ALF unter Leitung von Professor Thomas von Unwerth genießt wegen seiner hohen Fachkompetenz einen ausgezeichneten Ruf im Bereich der Erforschung und Weiterentwicklung von Brennstoffzellen (Fuel Cells). Durch die Zusammenarbeit mit Continental als dem größten industriellen Partner innerhalb des Innovationsclusters „HZwo – Antrieb für Sachsen“ hat mit dem neuen Fuel-Cell-Werkstofflabor auf dem TU-Campus nun eines der modernsten H2-Labore in Deutschland den Betrieb aufgenommen.

„Es wird deutlich, dass sich die TU Chemnitz mit entscheidenden, zukunftsorientierten Fragen aus Wirtschaft und Gesellschaft beschäftigt. Zweifelsohne gehört dazu die Frage nach der ökonomisch und ökologisch sinnvollen Alternative zum Verbrennungsmotor. Dass die TU Chemnitz auf dem Gebiet der Wasserstoffbrennstoffzellen-Technologie führend ist, belegt nicht zuletzt die Inbetriebnahme eines Prüfstandes, der im universitären Bereich europaweit seinesgleichen sucht“, macht Prof. Dr. Gerd Strohmeier, Rektor der TU Chemnitz, deutlich.

„Brennstoffzellen auf Basis von Wasserstoff haben das Potenzial, ein wichtiger Teil des künftigen Mobilitäts-Mix zu werden. Deshalb intensivieren wir die Forschung und Entwicklung auf diesem Feld”, sagt Stephan Rebhan, Leiter Technologie & Innovation bei Continental, Bereich Powertrain.“ Mit der TU Chemnitz haben wir einen hervorragenden Partner für die Erprobung von Werkstoffen, Komponenten und ganzen Brennstoffzellensystemen gewonnen. Diese Kooperation setzt eine lange Reihe erfolgreiches Zusammenarbeiten mit technischen Hochschulen fort, die bei Continental Tradition hat“, so Rebhan weiter.

Hochleistungsprüfstand mit herausragenden Eigenschaften

„Die spezielle technische Ausstattung des Labors sucht in der universitären Landschaft europaweit ihresgleichen“, so Prof. Dr. Thomas von Unwerth. „Herz der neuen Anlage ist ein Hochleistungsprüfstand zum dauerhaften Test von Antriebsleistungen bis zu 150 Kilowatt. Zukünftig besteht außerdem die Option, den Prüfstand bis auf 300 kW umzurüsten. Damit werden an der TU Chemnitz die Grundlagen für die Entwicklung von Brennstoffzellen und Brennstoffzellensystemen der nächsten Generation gelegt.“ Im Sinne des Netzwerkgedankens können auch Drittfirmen das Labor nutzen.

Elektroantriebe mit Brennstoffzelle werden als wichtige Option vor allem für größere Fahrzeuge und Nutzfahrzeuge mit hoher Reichweite erwartet. Um die Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle unter verschiedenen Bedingungen zu testen, ist der neue Prüfstand in der Lage, wechselnde Umweltbedingungen und Auslastungen zu simulieren, was für die Einschätzung der Leistungsfähigkeit einer Wasserstoffbrennstoffzelle essentiell ist. Die Tests erfolgen bei verschiedenen Temperaturen, Druckverhältnissen und Luftfeuchtigkeiten sowie mit Simulation verschiedener Belastungen, wie Fahrten im Gebirge oder mit zusätzlichem Gewicht. Erste Messaufgaben im Rahmen von Forschungsprojekten rund um innovative Werkstoffe für Brennstoffzellen laufen bereits und schaffen Grundlagen für die Serienfertigung von besonders effizienten und wirtschaftlichen Bauteilen und Komponenten.

Als Vertreter der Landesregierung bestätigt Staatsminister Dulig, dass es ein elementares strategisches Interesse für die Region sei, den Wandel hin zur Elektrifizierung der Mobilität aktiv mitzugestalten und damit eine Erfolgsgeschichte weiterzuschreiben. Er betont dabei die Bedeutung der Antriebstechnik gerade in Sachsen für die Wettbewerbsfähigkeit, Innovationskraft und Beschäftigung in der mittelständischen Wirtschaft.

Grundlagen für Anwendung und Großserienfertigung werden geschaffen

Brennstoffzellenantriebe haben heute noch mit dem Thema Kosten zu kämpfen. Deshalb widmet sich eines der ersten beiden Continental-Projekte im Brennstoffzellenlabor der Entwicklung neuer sogenannter Bipolarplatten. Diese metallischen Platten sind ein zentraler Teil des Brennstoffzellenstapels (Stack). Sie verteilen die Gase und leiten den bei ihrer Reaktion entstehenden Strom ab. „Ziel des Projektes ist die Vorbereitung einer Großserienfertigung neuer Bipolarplatten mit höherer Energiedichte, die kleinere Abmessungen und wirtschaftlichere Systeme ermöglichen“, erläutert Rebhan. Außerdem werden in einem zweiten Projekt Steuergeräte und Steuer-Algorithmen für den effizienten Betrieb von Brennstoffzellen entwickelt.

Thomas von Unwerth sieht die Zusammenarbeit als Erfolgsfaktor für beide Seiten: „Continental als größter Industriepartner im Innovationscluster HZwo-Netzwerk bringt umfangreiches Wissen zur Fahrzeuganwendung, zur Steuerungstechnik und zu Komponenten für Brennstoffzellen mit. Verbunden mit unserem Expertenwissen schafft das eine ideale Grundlage, um effiziente Fuel-Cell-Lösungen zu entwickeln und eine wirtschaftliche Industrialisierung vorzubereiten.“
Continental entwickelt wegweisende Technologien und Dienste für die nachhaltige und vernetzte Mobilität der Menschen und ihrer Güter. Das 1871 gegründete Technologieunternehmen bietet sichere, effiziente, intelligente und erschwingliche Lösungen für Fahrzeuge, Maschinen, Verkehr und Transport. Continental erzielte 2018 einen Umsatz von 44,4 Milliarden Euro und beschäftigt aktuell rund 245.000 Mitarbeiter in 60 Ländern und Märkten.

Powertrain entwickelt und produziert effiziente Systemlösungen rund um den Antriebsstrang zur Optimierung des Kraftstoffverbrauchs. Das Produktportfolio reicht von Benzin- und Dieseleinspritzsystemen über Motor- und Getriebesteuerungen inklusive Sensoren und Aktuatoren, Abgasnachbehandlungstechnologien sowie Kraftstofffördersysteme bis hin zu Komponenten und Systemen für Hybrid- und Elektroantriebe. Powertrain beschäftigt weltweit mehr als 42.000 Mitarbeiter und erzielte 2018 einen Umsatz von rund 7,7 Milliarden Euro.

Die TU Chemnitz ist eine weltoffene Universität, die regional, national und international stark vernetzt ist. Sie ist die Heimat von ca. 11.000 Studierenden aus rund 100 Ländern. Bezogen auf den Anteil der ausländischen Studierenden ist sie die internationalste Universität in Sachsen und belegt bundesweit unter den staatlichen Universitäten eine Spitzenposition. Mit 2.300 Beschäftigten in Wissenschaft, Technik und Verwaltung ist die TU Chemnitz zudem ein wichtiger intellektueller Impulsgeber der Region. In Forschung und Lehre steht die Universität für die Kernkompetenzen „Materialien und Intelligente Systeme“, „Ressourceneffiziente Produktion und Leichtbau“ sowie „Mensch und Technik“. Die wissenschaftliche Arbeit wird durch eine Vielfalt von Menschen, Ideen und Fächerkulturen geprägt. Die TU Chemnitz zeichnet eine hohe Transferstärke in Wirtschaft und Gesellschaft aus. Auf internationaler Ebene kooperiert die Universität mit 130 Partnereinrichtungen auf allen Kontinenten.

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