Remanufacturing von Brennstoffzellen

Die Brennstoffzelle ist ein entscheidender Baustein der Elektromobilität der Zukunft. Trotz ihrer Bedeutung bestehen nicht nur offene Fragen bezüglich der Effizienz und Leistungsfähigkeit, sondern auch hinsichtlich der ökologischen und wirtschaftlichen Nachhaltigkeit. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, verfolgt das wbk Institut für Produktionstechnik das Ziel, eine Kreislaufwirtschaft speziell für Brennstoffzellen zu entwickeln. Das grundlegende Motiv dieser Untersuchung liegt darin, dass Brennstoffzellensysteme eine hohe Wertschöpfung aufweisen, die am Ende des ersten Produktlebenszyklus, wenn möglich, weitestgehend erhalten werden soll. Die Herausforderung besteht darin, dass verschiedene Komponenten der Brennstoffzelle, insbesondere die Membran-Elektroden-Einheit (MEA), nach einer bestimmten Betriebszeit irreversible chemische Degradationserscheinungen aufweisen, wodurch eine Wiederverwendung ausgeschlossen wird. In dem Moment, in dem ein Brennstoffzellenstack sein Lebensende erreicht, oder aufgrund eines Defekts vorzeitig ausfällt, wird eine Zustandsbeurteilung des Stacks notwendig. Mit dieser Bewertung soll ermittelt werden, ob eine Reparatur des Stacks durch den Austausch degradierter Zellen möglich ist. Sollte dies nicht der Fall sein, erfordert es die Demontage des Brennstoffzellenstacks, gefolgt von einer Befundung und gegebenenfalls Wiederaufbereitung der Einzelbauteile. Komponenten, die aufgrund irreversibler Degradationserscheinungen nicht mehr aufbereitet werden können, sollen im Sinne der Nachhaltigkeit sortenrein dem Recycling zugeführt werden. Mit Blick auf die erwarteten Stückzahlen ist es von großer Bedeutung, bereits jetzt Konzepte für die automatisierte Zustandsbeurteilung und Demontage von Brennstoffzellenstacks zu entwickeln. Übergeordnetes Ziel ist es dabei, eine effiziente Kreislaufwirtschaft zu etablieren, um langfristig zum Erfolg der Brennstoffzellentechnologie beizutragen.