NIP II - FuE - Verbund: KontiBIP - Hochratenfähige Herstellung metallischer Bipolarplatten mittels kontinuierlicher Fertigungstechnologie

Abstract

Die wirtschaftliche Herstellung metallischer Bipolarplatten stellt eine zentrale Herausforderung für die zukünftige Industrialisierung von Brennstoffzellen- und Elektrolyseursystemen dar. Im Verbundprojekt KontiBIP wurden daher wissenschaftlich-technische Grundlagen für die kontinuierliche Rolle-zu-Rolle-Fertigung metallischer Bipolarplatten entwickelt und untersucht. Ziel war die Erforschung und Entwicklung einer integrierten Prozesskette für die Umformung, Handhabung, das Laserfügen sowie die Inline-Qualitätssicherung dünner Metallbänder. Im Projekt wurden neue Konzepte für die hochpräzise Bandführung, den automatisierten Materialtransport und die kontinuierliche Verarbeitung dünner Edelstahlbänder entwickelt. Für die Fügetechnik wurden die Verfahren Kontaktlinienschweißen und Laser-Remoteschweißen hinsichtlich ihrer Eignung für zukünftige kontinuierliche Produktionsprozesse untersucht. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass die reproduzierbare Nullspaltbildung zwischen den Fügepartnern die entscheidende Voraussetzung für stabile Prozesse und eine hohe Schweißnahtqualität darstellt. Ergänzend wurden optische, thermografische und 3D-basierte Prüfverfahren für die hochratentaugliche Überwachung von Geometrie-, Fügespalt- und Schweißnahtmerkmalen entwickelt und bewertet. Die Arbeiten führten zur Entwicklung mehrerer Technologiedemonstratoren für Umformung und Automatisierung, kontinuierliches Laserfügen sowie Qualitätssicherung. Darüber hinaus wurden wesentliche Erkenntnisse zur Bandführung, Prozessstabilität, Positioniergenauigkeit und Prozessintegration gewonnen. Die Ergebnisse bilden eine belastbare Grundlage für die weitere Entwicklung und Industrialisierung kontinuierlicher Fertigungsprozesse für metallische Bipolarplatten und leisten damit einen Beitrag zur Skalierung zukünftiger Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien.