Elektromobilität: Fraunhofer-Forscher entwickeln neue Brennstoffzellen

Günstiger und anpassungsfähiger soll die Brennstoffzelle der Zukunft werden. Entwickelt wird sie von Fraunhofer-Forschern in Chemnitz. Getestet wird der neue Antrieb in einem in den 1940er Jahren entworfenen Rennwagen, der jetzt erstmals gebaut wurde.

Artikel veröffentlicht am 14. Februar 2020, 14:49 Uhr, Werner Pluta

Technologieträger Silberhummel: umgebungsabhängige Optimierung durch KI (Bild: Fraunhofer IWU)

Wasserstoff soll der Energieträger der Zukunft werden - und die Brennstoffzelle der Stromlieferant für die Motoren von Autos und Schiffen. Derzeit sind Brennstoffzellen jedoch immer noch recht teuer. Ein Projekt am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) in Chemnitz will günstigere Brennstoffzellen entwickeln.

Eine Komponente, mit der sich die Fraunhofer-Forscher beschäftigen, sind die Bipolarplatten aus Graphit. Diese wollen sie durch dünne Metallfolien ersetzen. Das solle es ermöglichen, die Brennstoffzellen-Stacks schnell und günstig in Großserie herzustellen, sagt Projektleiter Sören Scheffler. "Die Produktivität wird so deutlich erhöht."

Allerdings geht es den Wissenschaftlern nicht nur um den Aufbau der Zellen. "Wir denken ganzheitlich und betrachten alle Komponenten eines Brennstoffzellenantriebs. Das beginnt bei der Bereitstellung des Wasserstoffs, betrifft die Auswahl der Materialien, die unmittelbar an der Stromerzeugung in Brennstoffzellen beteiligt sind, und geht bis hin zur Wärmeregulation in der Zelle selbst sowie im gesamten Fahrzeug", sagt Scheffler.

KI steuert die Brennstoffzelle

So entwickelt das Team eine Steuerungssoftware für den Antrieb. Sie arbeitet mit künstlicher Intelligenz (KI) und soll die Brennstoffzellen an die äußeren Bedingungen und die Fahrsituation anpassen. "Unsere Annahme lautet: Um Wasserstoff zu sparen, kann eine dynamische Einstellung auf die Umgebungsvariablen - auch mit KI-Unterstützung - helfen", beschreibt Scheffler. "Es macht einen Unterschied, ob ein Antrieb bei hoher oder niedriger Außentemperatur genutzt wird oder ob er im Flachland oder im Gebirge eingesetzt wird. Bisher arbeiten Stacks in einem vorab festgelegten, starren Betriebsbereich, der diese umgebungsabhängige Optimierung nicht zulässt."

Für ihre Brennstoffzellen haben die Fraunhofer-Forscher einen eigenen Technologieträger geschaffen: die Silberhummel. Das ist ein nie realisierter Rennwagen, den der Hersteller Auto Union in 1940er Jahren konzipiert hat. Darin wollen die Forscher ihre Systeme testen.

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