Brennstoffzellen: „Ab 2030 wird auch der PKW-Markt verstärkt auf diese Technologie setzen“

In einer Brennstoffzelle wird chemische in elektrische Energie umgewandelt. Diese Technologie birgt großes Potenzial für eine Vielzahl von Industrien. Auch in der Automobilbranche wird unter Hochdruck an durch Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeugen entwickelt. Als Business Development Manager bei der MOCOM weiß Thies Wrobel  über die aktuellen Entwicklungen und Materialien, die in solchen Zellen zum Einsatz kommen, Bescheid. Zeit also für ein Update: Was ist das Potenzial dieses Anwendungsfeldes und in welche Richtung entwickelt es sich? 


Herr Wrobel, welche Rolle werden Stand heute Brennstoffzellen in den nächsten Jahren einnehmen? 

Thies Wrobel (TW): Neben bekannten Batterietechnologien wie Plug-in Hybriden (PHEV) und vollelektrischen Fahrzeugen (BEV) wird bereits seit einiger Zeit auch die Brennstoffzellentechnologie weiterentwickelt. Als Wasserstofftechnologie wird sie die Batterietechnologie nicht vollständig ersetzen, sondern eine Ergänzung für den PKW-Sektor darstellen, um den CO₂-Flottenverbrauch weiter zu reduzieren. Das geht Hand in Hand mit der Produktion von „grünem Wasserstoff“ einher. Will heißen: Der Wasserstoff muss nachhaltig hergestellt werden, was heutzutage noch nicht zu 100 % der Fall ist. Außerdem ist die Brennstoffzelle nicht die einzige Wasserstofftechnologie; inzwischen wird auch vermehrt an der Direktverbrennung des Wasserstoffes geforscht. 
 

Woran wird denn aktuell gearbeitet?

TW: In der Brennstoffzelle selbst werden die Bipolarplatten der sogenannten „Stacks“ in Zukunft noch dünner gestaltet, damit die Energiedichte steigt. Das kann eine größere Reichweite der Fahrzeuge zur Folge haben, etwa bei LKWs, aber auch ein kleineres Bauvolumen, was den Entwicklern gerade bei der Gestaltung kleinerer PKWs mehr Freiheit gewährt. Weiterhin wird an der Verlängerung der Lebensdauer der Systeme gearbeitet, wozu auch unsere Kunststoffcompounds mit ihren guten Verschleißeigenschaften beitragen. Eine Lebensdauer von über 500.000 Kilometern wird für die nächste Generation brennstoffzellenbetriebener Fahrzeuge angestrebt.
 

Wann und bei welchen Anwendungen kommen Brennstoffzellen verstärkt zum Einsatz? 

TW: Brennstoffzellen werden zunächst, mit Ausnahme des japanischen PKW-Markts, verstärkt für LKW, Busse, Flurförderfahrzeuge und in stationären Systemen zum Einsatz kommen. Diese werden in kleineren Serien gefertigt, somit sind Optimierungen schneller umsetzbar. Ab 2030 wird dann – laut Prognosen – auch der PKW-Markt in Europa und darüber hinaus verstärkt auf Brennstoffzellentechnologie setzen. Erklärtes Ziel der Hersteller ist es, 2030 in derselben Preiskategorie wie vollelektrische Fahrzeuge zu liegen.

Ist MOCOM bei der Entwicklung aktueller Projekte involviert? 

TW: MOCOM unterstützt mit den „FT-Fuel Cell“-Compounds sowohl OEMs als auch Systemlieferanten in diversen Entwicklungsprojekten. Hierbei werden neben den bereits im Portfolio existierenden Produkten auch kundenspezifische Materialentwicklungen vorangetrieben – bedarfsgerechte Entwicklungen sind unsere Spezialität!

Was sind die Anforderungen an Kunststoffe, die in dieser Technologie zum Einsatz kommen?

TW: Im Bereich der Kunststoffe wurden in den letzten Jahren, durch OEMs und Systemlieferanten initiiert, neue Anforderungen hinsichtlich der Reinheit der Materialien geschaffen. Die Bereiche der Brennstoffzelle (Luft- bzw. Sauerstoffversorgung, Wasserstoffversorgung, Kühlsystem, Brennstoffzellenstack oder Wasserstofftank) haben unterschiedliche Anforderungen an die Materialien. So gibt es z.B. für das Kühlsystem Tests der Leitfähigkeit; hierbei spielt die Ionenauswaschung eine maßgebliche Rolle. Um diesen Anforderungen zu genügen, werden die Tests mit den Kunden definiert und zum Großteil im Labor der MOCOM durchgeführt.

Welche Materialien der MOCOM möchten Sie hier insbesondere hervorheben?

TW: MOCOM hat zusammen mit Kunden ein auf verschiedenen Polymeren (z.B. PPS, PP, PA aber auch TPV) basierendes Produktportfolio entwickelt. Die bereits erwähnten „FT-Fuel Cell Technology“-Typen werden sowohl mit definiert spezifizierten Rohstoffen und Additiven als auch in speziell optimierten Prozessen mit erhöhten Reinheitsanforderungen produziert. 
Für Anwendungen der Kühlung ist aus unserem Portfolio zum Beispiel Alfater XL^® FT ausgezeichnet geeignet, ein TPV mit verschiedenen Shore-Härten für den Einsatz in Dichtungen. Die Anforderungen von Ventilen und Pumpenteilen erfüllen Tedur^® L PPS FT und Altech^® PP FT mit Bravour.
Was Anwendungen der Luft- und Wasserstoffversorgung angeht, haben wir sowohl mit Tedur^® L PPS FT ein exzellentes Material als auch mit Altech^® PA66 FT. Bei medienführenden Bauteilen bietet Altech^® PP FT eine hervorragende Materiallösung. 

Wie läuft die Zusammenarbeit mit Kunden üblicherweise ab?

TW: Der Abstimmungsprozess bei der Suche nach der perfekten Lösung für den Kunden verläuft wie folgt: Liegt uns eine Anfrage vor, schauen wir uns die Anforderungen zunächst im Detail an. Auf dieser Grundlage empfehlen wir die passende Lösung aus unserem Portfolio. Gibt es diese noch nicht oder sind Modifikationen notwendig, kommt unsere Produktentwicklung ins Spiel. Sie entwickelt gemeinsam mit dem Kunden ein neues Material für die spezifische Anwendung. Bis zur Serienreife unterstützen und begleiten wir die Entwicklung und stehen stets beratend zur Seite.

Sowohl wir als auch unser Partner ALBIS sind jederzeit ansprechbar!

Kontakt: sales@mocom.eu