SCoPE – Compound-Bipolarplatten für PEM-Brennstoffzellen effizient schweißen

Im IGF-Projekt SCoPE entwickeln ZBT und SKZ ein innovatives Fügeverfahren für Bipolarplatten aus hochgefüllten Polymer-Compounds. Ziel ist es, geprägte Bipolarhalbplatten zuverlässig zu verschweißen und damit korrosionsstabile, wirtschaftliche und langlebige Komponenten für Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellen herzustellen.

Neue Fügeverfahren für zentrale Brennstoffzellen-Komponenten

Bipolarplatten sind Schlüsselkomponenten in Brennstoffzellen. Sie beeinflussen Kosten, Gewicht, Leistungsdichte und Langzeitstabilität des gesamten Systems. Im Projekt SCoPE stehen Bipolarplatten aus Compound-Folien im Fokus, die gegenüber metallischen Lösungen Vorteile bei Korrosionsstabilität und Wirtschaftlichkeit bieten können.

Dafür entwickeln die Projektpartner ein Verfahren, mit dem extrudierte und geprägte Bipolarhalbplatten aus hochgefüllten Polymer-Compounds zu vollständigen Bipolarplatten verschweißt werden können. Untersucht werden unter anderem Wärmekontakt-, Wärmeimpuls- und Ultraschallschweißen als technologische Ausgangsbasis.

Vom Compound zur validierten Bipolarplatte

Das ZBT entwickelt die Polymer-Compounds, extrudiert daraus Folien und prägt diese zu Bipolarhalbplatten. Außerdem übernimmt das Institut wesentliche Teile der Material- und Komponentencharakterisierung – insbesondere für Compounds, Compoundfolien und geprägte Bipolarhalbplatten. Zum Abschluss wird ein In-situ-Stacktest durchgeführt, um die geschweißten Bipolarplatten unter realitätsnahen Bedingungen in der Brennstoffzellenanwendung zu validieren.

Das SKZ entwickelt und optimiert die Schweißprozesse. Zunächst werden etablierte Verfahren untersucht, anschließend wird ein geeignetes Fügeverfahren gezielt weiterentwickelt. Die so verschweißten Bipolarplatten werden umfassend charakterisiert, insbesondere mit Blick auf mechanische und chemische Stabilität sowie elektrische und thermische Leitfähigkeit an den Fügestellen.

Relevanz für Wasserstoffwirtschaft, Mittelstand und resiliente Energieversorgung

SCoPE adressiert eine bisher noch nicht ausreichend untersuchte Herausforderung in der Herstellung Compound-basierter Bipolarplatten. Verbesserte Fügeverbindungen können dazu beitragen, Brennstoffzellen langlebiger, leistungsfähiger und wirtschaftlicher zu machen. Damit ist das Projekt besonders relevant für kleine und mittlere Unternehmen, die wichtige Teile der Wertschöpfungskette in der Brennstoffzellentechnologie abdecken.

Die Ergebnisse sind auch mit Blick auf neue Märkte wichtig: Brennstoffzellensysteme rücken wieder stärker in den Fokus, etwa für stationäre Leistungs- und Energieversorgungslösungen, dezentrale Schnellladeinfrastruktur für Elektromobilität, Rechenzentren und resiliente Stromversorgung. SCoPE leistet damit einen Beitrag zur Weiterentwicklung robuster PEM-Brennstoffzellenkomponenten für künftige Wasserstoffanwendungen.

Projektinfos

Projekt: SCoPE – Schweißen von extrudierten und geprägten Compound-Folien zu Bipolarplatten für PEM-Brennstoffzellen
Laufzeit: 1. Juni 2026 bis 31. Mai 2028
Förderkennzeichen: 01IF25110N
Förderprogramm: Industrielle Gemeinschaftsforschung
Gesamtausgaben des Vorhabens: 519.992,33 €
ZBT-Anteil: 248.632,25 €
Projektpartner: SKZ - Das Kunststoff-Zentrum, ZBT - Zentrum für BrennstoffzellenTechnik

Fragen zum Projekt?

Elisabeth Verweyen
+49 203 7598-1172

Weitere aktuelle Projekte