Die Produktion von Brennstoffzellen ist ein komplexer Prozess, der eine hohe Präzision erfordert. Um eine effiziente und kostengünstige Produktion zu ermöglichen, spielt die Messtechnik eine entscheidende Rolle. Sie gewährleistet die genaue Geometrie der verschiedenen Komponenten und ermöglicht eine genaue Ausrichtung während des Stapelprozesses. Die richtige Messtechnik in der Brennstoffzellenproduktion kann zur Effizienzsteigerung und Kostensenkung beitragen.
In den letzten Jahren hat sich der Fokus auf die Erreichung der globalen Klimaneutralität bis 2050 verstärkt. Dies hat zu einem verstärkten Wandel hin zu nachhaltigeren Energielösungen geführt, insbesondere im Transportsektor. Wasserstoffbetriebene Brennstoffzellenfahrzeuge, wie Lastkraftwagen und Busse, gewinnen zunehmend an Bedeutung. Allerdings birgt die Produktion von Brennstoffzellen verschiedene Herausforderungen. Eine der größten Herausforderungen besteht in der Automatisierung des Stapelprozesses. Dieser Prozess ist eng mit dem Design der Brennstoffzelle verbunden. Eine schnelle und effiziente Produktion des Stacks ist entscheidend, um eine kostengünstige Alternative zu herkömmlichen Antriebslösungen zu bieten. Hier kommt die Messtechnik ins Spiel.
Die messtechnische Qualitätssicherung spielt eine wichtige Rolle bei der Senkung der Produktionskosten. Durch präzise Messungen kann die genaue Geometrie der einzelnen Komponenten sichergestellt werden. Dies ist besonders wichtig bei der Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle (PEMFC) im Transportsektor. Eine genaue Positionierung der Komponenten ist unerlässlich, um eine optimale Betriebseffizienz zu gewährleisten. Ebenso ist die Bipolarplatte eine wichtige Komponente der Brennstoffzelle. Sie zeichnet sich durch ihr Flowfield aus, das zur Verteilung von Wasserstoff und Sauerstoff dient. Die genaue Positionierung des Flowfields im Verhältnis zu den Ein- und Auslassöffnungen sowie seine Ausrichtung zu definierten Referenzpunkten ist von entscheidender Bedeutung. Die Messtechnik ermöglicht die präzise Erfassung und Überprüfung dieser Parameter. Die Membran-Elektroden-Einheit (MEA) besteht aus einer beschichteten Membran mit Gasdiffusionsschichten. Auch hier ist die genaue Positionierung des beschichteten Bereichs entscheidend für die Leistung der Brennstoffzelle. Die Messtechnik ermöglicht die genaue Überprüfung der Ausrichtung und Positionierung der MEA-Komponente.
Bei der Auswahl der richtigen Messtechnik müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden. Dazu gehören die Verformbarkeit des Materials, die Materialbeschichtungen und die Bauteilgeometrie. Für jeden dieser Faktoren werden berührungslose Messlösungen benötigt. Bei der Prüfung von Bipolarplatten wird oft eine Messlösung mit Multisensorik eingesetzt. Diese Lösungen verfügen über integrierte Kameras, um Ein- und Auslassöffnungen sowie Kanten schnell zu erfassen. Eine spezielle Software vergleicht die erfassten Profile mit einem CAD-Modell und erstellt grafische Messberichte und numerische Protokolle. Auch spielt die Messtechnik eine zentrale Rolle bei der Kostenreduzierung in der Brennstoffzellenproduktion. Durch präzise Messungen und eine genaue Qualitätskontrolle können Fehler frühzeitig erkannt und Ausschussware vermieden werden. Dies führt zu einer höheren Effizienz und geringeren Produktionskosten. Durch den Einsatz von automatisierten Messsystemen können zudem die Taktzeiten in der Produktion verkürzt werden.
Ebenso spielt die Messtechnik eine wichtige Rolle bei der Skalierung der Produktion von Brennstoffzellen. Um die Produktionskapazität zu erhöhen und die Nachfrage zu befriedigen, ist eine effiziente und kostengünstige Massenproduktion erforderlich. Die Messtechnik ermöglicht die Überwachung und Kontrolle der Produktionsprozesse, um eine hohe Qualität und eine zuverlässige Leistung der Brennstoffzellen zu gewährleisten. Die Messtechnik wird ständig weiterentwickelt, um den Anforderungen der Brennstoffzellenproduktion gerecht zu werden. Neue Technologien und Methoden werden entwickelt, um präzise Messungen in Echtzeit durchzuführen und die Effizienz der Produktion weiter zu steigern. Die Integration von KI und fortschrittlichen Algorithmen ermöglicht eine automatisierte Analyse und Auswertung der Messdaten.
Die Messtechnik spielt somit eine entscheidende Rolle in der Produktion von Brennstoffzellen. Sie ermöglicht eine genaue Erfassung und Überprüfung der Geometrie und Positionierung der einzelnen Komponenten. Durch präzise Messungen und eine effiziente Qualitätskontrolle können Fehler frühzeitig erkannt und Ausschussware vermieden werden. Die Messtechnik trägt außerdem zur Effizienzsteigerung und Kostensenkung bei und ermöglicht eine Skalierung der Produktion. In Zukunft werden weitere Entwicklungen in der Messtechnik erwartet, um den Anforderungen der Brennstoffzellenproduktion gerecht zu werden.