Brennstoffzellenfahrzeuge, die Wasserstoff in Tanks speichern, sind im Vergleich zu Elektrofahrzeugen leichter und haben eine deutlich größere Reichweite. Letzteres ist auch für Kurzstreckenflüge und den Schienenverkehr wichtig, wo die ersten Brennstoffzellenzüge bereits Reichweiten von bis zu 1.000 km erreichen. Aktuell sind nur 60 % des deutschen Schienennetzes elektrifiziert. Die verbleibenden 40 % bzw. rund 13.000 km können nur mit Diesellokomotiven befahren werden. Auf diesen Strecken, insbesondere in ländlichen Gebieten mit hohem Personenzugverkehr, könnten künftig bis zu 500.000 Tonnen CO₂ weniger ausgestoßen werden. Auch zur Reduzierung industrieller CO₂-Emissionen kann Wasserstoff effektiv beitragen. Energieintensive Industrien werden künftig in der Lage sein, Wasserstoff kostengünstig in stationären Elektrolyseuren zu produzieren, die mit überschüssigem (oder selbst erzeugtem) grünem Wind- oder Solarstrom betrieben werden. Dieser Wasserstoff kann zwischengespeichert und bei Bedarf in Brennstoffzellen wiederverwendet werden.
Innerhalb der Prozesskette der Brennstoffzellenherstellung bietet Rehm Trocknungssysteme an. Diese Systeme werden sowohl für die Fertigung von PEM-Brennstoffzellen – sogenannten Niedertemperatur-Brennstoffzellen – als auch von Hochtemperatur-Brennstoffzellen auf Basis keramischer (SOFC) oder metallischer (MSC) Membranmaterialien eingesetzt. Die Brennstoffzellen werden auf der Bipolarplatte platziert, welche die Reaktion abdichtet, den Gas- und Oxidationsmittelstrom verteilt und den erzeugten Strom sammelt. Um die erforderliche Gesamtleistung zu erzielen, werden die Platten zu Stapeln zusammengefügt.
Die Herstellung sowohl der Membraneinheit als auch der Bipolarplatte umfasst Beschichtungsprozesse mit lösungsmittelbasierten Materialien, die sicher und zuverlässig getrocknet werden müssen. Rehm bietet kundenspezifische Lösungen für diese Systeme, die die Anforderungen an eine flexible Trocknung erfüllen, um diese neuen Prozesse von der Prototypen- oder Laborphase in eine industrialisierte und automatisierte Produktionsumgebung zu skalieren und so die Brennstoffzellenproduktion für die Serienfertigung vorzubereiten.
Optimaler Trocknungsprozess:
Das Rehm-Trocknungssystem mit seinem optimalen Wärmemanagement mittels oberer und unterer Heizelemente nutzt Infrarotstrahlung (IR) und/oder Konvektion, um eine Vielzahl von Materialien zuverlässig zu trocknen. Durch die Nutzung dieser beiden Wärmeübertragungsprozesse eignen sich die Systeme ideal für die Verarbeitung lösemittelhaltiger Beschichtungsmaterialien. Die Wärmedämmung der Heizzonen und die individuell einstellbaren Temperaturen ermöglichen eine optimale Abstimmung des Trocknungsprozesses, perfekt angepasst an die Anforderungen der Brennstoffzellenproduktion.
Konvektionstrocknung:
Bei der Konvektionstrocknung wird die Prozessluft mittels eines Heißluftgebläses erwärmt und strömt anschließend über die Bauteile. Heizelemente sind ober- und unterhalb des Fördersystems angeordnet. Die Luftstromraten in den oberen und unteren Heizzonen sind individuell einstellbar, um eine gleichmäßige Erwärmung der Baugruppe zu gewährleisten. Dadurch werden Spannungen im Material vermieden.
Kombiniertes IR-Heizverfahren
: Beim kombinierten Heizverfahren wird Wärme durch Infrarotstrahlung übertragen, die durch eine zentrale Konvektionsheizung unterstützt wird. Alle Heizkammern sind mit Hochleistungs-IR-Strahlern ausgestattet. Die IR-Strahlung durchdringt die Leiterplatte und verdrängt die Lösungsmittel. Dies ermöglicht einen schnelleren und effizienteren Trocknungsprozess. Für zusätzliche Konvektion kann der Volumenstrom voreingestellt werden. Die Heizflächen aller IR-Strahler können zudem mit Glasabdeckungen versehen werden, um sie vor Verschmutzungen zu schützen und die Reinigung zu erleichtern.
Integriertes Abgas- und Absaugsystem:
Das Abgassystem gewährleistet unter anderem die sichere Absaugung von Lösungsmitteln. Geeignete Mechanismen sind am Ein- und Auslass der Prozesskammer, zwischen den Heizzonen, installiert. Die Abluft wird mittels eines Ventilators direkt in das Absaugsystem des Gebäudes geleitet. Das Absaugvolumen richtet sich nach den zu härtenden Substanzen und den entstehenden Abgasen. Die Absaugfunktion wird durch einen Drucksensor überwacht. Im Störungsfall wird die Heizung automatisch abgeschaltet und die Zufuhr neuer Komponenten gestoppt. Dadurch wird die Bildung brennbarer Gasgemische im System verhindert.
