Verbundprojekt: "H2GO - Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie Phase 2 (NIP II)"; Teilvorhaben: "H2GO R2HP - Hochratenfähige Fertigung von Bipolar-Halbplatten"

Abstract

Im Verkehrssektor ist eine substanzielle Verminderung der CO2-Emissionen weiterhin ein zentrales Handlungsfeld, um nationale und europäische Klimaziele zu erreichen. Ein ausschließlich auf Batterieelektrik beruhender Ansatz wird nicht genügen, um alle Verkehrssegmente effizient und systemstabil zu dekarbonisieren. Insbesondere der schwere Straßengüterverkehr benötigt ergänzend wasserstoffbasierte sowie wirtschaftlich hergestellte Brennstoffzellen. Diese Herausforderung hat H2GO aufgegriffen und in den vergangenen vier Jahren innovative Technologien entwickelt, die die Basis für einen zügigen Hochlauf der nationalen Brennstoffzellen-Produktion darstellen. Technologischer Schwerpunkt lag dabei auf der industriellen Massenproduktion der wesentlichen Komponenten: Bipolarplatte (BPP) und katalysatorbeschichtete Membrane (CCM) mit durchgängigen Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Auch wurde konsequent ein Kreislaufkonzept verfolgt, das neue Methoden für eine automatisierte Demontage von Brennstoffzellen hervorbrachten. Das Fundament der Entwicklungsarbeiten bildeten 20 Fraunhofer-Institute in insgesamt 9 Bundesländern, die mit ihren Forschungskompetenzen und -infrastrukturen sowie lokalen Netzwerken diese neuen Fertigungslösungen in regionalen Technologiehubs entwickelten. Dabei wuchsen während der Projektlaufzeit Industrie und Wissenschaft zu einer Wertschöpfungsgemeinschaft zusammen. So konnten die Grundlagen für ein umfangreiches und nachhaltiges Geschäftsfeld gelegt werden, dass die einmalige industriepolitische Chance bietet, zentrale Kompetenzfelder deutscher Unternehmen für einen Klimaschutz im Mobilitätssektor zu transferieren. Um damit eine Vielzahl insbesondere kleine und mittelständische Unternehmen anzusprechen, wurde ein technologieoffener Ansatz verfolgt. So konnte ein Baukasten zur technologischen und wirtschaftlichen Bewertung von verschiedenen Verfahren für wesentliche Produktionsschritte geschaffen werden. Dieser unterstützt bei der Wahl der Fertigungsprozesse. Auch lassen sich somit Produktionsvarianten, etwa hinsichtlich Automatisierung oder einer integrativen kontinuierlichen Prozessführung, analysieren. Dadurch können nicht nur Investitionskosten beziffert, sondern auch Return-on-Investment-Aussagen im Verhältnis zur geplanten Produktionsmenge abgeleitet werden. Die auf digitalen Zwillingen beruhende virtuell vernetzende H2GO-Methodik gestattet darüber hinaus, eine zentrale Verknüpfung von einzelnen dezentralen Produktionsschritten bzw. -modulen zu gesamten Produktionslinien. Um Transparenz zu den Innovationen zu schaffen und einen Aufbau von Fertigungsnetzwerken bzw. Lieferketten zu fördern, lag ein wesentlicher Fokus des Nationalen Aktionsplans auf einen barrierefreien und stetigen Wissens- und Technologietransfer in die Industrie. Besondere Highlights waren die aktive Teilnahme an der hy-fcell-Messe und die wissenschaftliche Ausgestaltung der begleitenden Konferenz. In den Jahren 2022-2025 wurden in Stuttgart die Ergebnisse, in einer eigens von H2GO entwickelten Session, präsentiert und anschließend mit der Industrie diskutiert. Zu Projektabschluss konnten die Ergebnisse in einer von der NOW GmbH moderierten Session auf der Hydrogen Technology World Expo 2025 in Hamburg der Fachöffentlichkeit vorgestellt werden. Einen weiteren Höhepunkt bildeten die H2-Transfertage in Chemnitz. Hier wurden zum Ende der Projektlaufzeit im November 2025 einen Fachpublikum aus Wirtschaft und Politik ein exklusiver Einblick in die Serienproduktion von Brennstoffzellen gewährt. Herausragende Technologielösungen, Komponenten und Systeme als Plattform wurden durch Live-Demonstrationen in der Referenzfabrik.H2 vorgestellt sowie eine Etablierung der Wertschöpfungsgemeinschaft Wasserstoffsystem-Produktion und Anwendung durch die neu geschaffene H2GO Technologie-Mall unterstützt. Für zukünftige Vorhaben steht eine einzigartige Innovationsumgebung bereit, die eine ganzheitliche Optimierung von Brennstoffzellen bei gleichzeitiger Senkung der Fertigungskosten und Reduzierung der Risiken im Produktionsanlauf ermöglicht.