Projektinhalt

Metallische Bipolarplatten (BPP) sind zentrale Komponenten von Brennstoffzellen und bestimmen maßgeblich Leistung, Lebensdauer und Wirtschaftlichkeit dieser Systeme. Die Auslegung der etablierten BPP-Fertigungskette bestehend aus Umformen, Trennen und Fügen ist aufgrund multipler Zielkriterien komplex und erfolgt bisher ausschließlich sequenziell. Dadurch werden Wechselwirkungen und Unsicherheiten zwischen den Prozessstufen nur unzureichend berücksichtigt, was zu Einschränkungen bei Toleranzdefinition, Prozesssicherheit und Ressourceneffizienz führt.

Ziel des Forschungsprojekts ist die Entwicklung einer Methodik zur ganzheitlichen Analyse und Modellierung der BPP-Prozesskette. Hierzu werden Einzelmodelle der Teilprozesse aufgebaut, miteinander gekoppelt und mit experimentellen Daten validiert, sodass ein durchgängiges Gesamtmodell entsteht. Dieses ermöglicht eine inverse Prozesskettenanalyse und eine multikriterielle Optimierung der Fertigung unter Berücksichtigung stochastischer Unsicherheiten.

Das Forschungsprojekt kombiniert Verfahren wie das Hohlprägewalzen zur Herstellung von Bipolarhalbplatten (BPHP) mit modernsten Messtechniken und numerischen Simulationen. Auf diese Weise wird ein vertieftes Verständnis der Prozesskette gewonnen, das zur Verbesserung der Qualität und Wirtschaftlichkeit der BPP-Produktion beiträgt und sich perspektivisch auch auf andere plattenbasierte Komponenten übertragen lässt.

Prozesskette