Modularer Prüf- und Charakterisierungsbaukasten zur Herstellung von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren, Teilvorhaben: Stacking

Description: Die Brennstoffzellenfertigung weist einen noch starken Manufaktur-Charakter auf und ist nach wie vor eine limitierende Größe bei der flächendeckenden Etablierung innovativer Wasserstofftechnologien. Einer effizienten Herstellungstechnologie, gekoppelt an eine echtzeitfähige Qualitätskontrolle mit dem Ziel einer hochratenfähigen Nullfehler-Produktion, wird daher eine wichtige Schlüsselrolle zugesprochen. Jedoch ist festzuhalten, dass es hierfür keine allgemeingültige Prozesskette mit integrierter Inline- oder End-of-Line-Prüfung für hochratenfähige Serienfertigungen gibt. Um unnötigen Bauteilausschuss bei prognostizierten Stückzahlen von mehreren Zehntausend Systemen jährlich zu vermeiden, verfolgt HZwo-Inspect die Etablierung einer ressourcenschonenden und energieeffizienten Produktion durch Einsatz verbesserter Kontrollsysteme und Prüfmethoden. Hierfür adressiert das Vorhaben die modulare physische und digitale Abbildung der kompletten Prüf- und Charakterisierungskette von Brennstoffzellen. Schwerpunkte liegen in der Erarbeitung von Konzepten zur automatisierten Fertigung sowie auf der Inspektion relevanter Komponenten und Prozessschritte. HZwo-Inspect zielt somit auf die Standardisierung der durchzuführenden Qualitätsoperationen bei erhöhten Fertigungskapazitäten ab. Zu prüfende Werkstoffkennwerte, Fehlerarten und Prüfraten werden hierfür klassifiziert, mit dem Ziel, das wirtschaftlichste (ROI) und technologisch versierteste Prüfverfahren auszuwählen. Die Umsetzung eines Digitalen Zwillings zur virtuellen Verknüpfung der Prüfprozesskette ist ebenfalls vorgesehen. Unter Einsatz von KI-basierten Methoden soll schließlich ein multidirektionaler Prüf- und Charakterisierungsbaukasten erarbeitet werden, welcher als Tool für die Übertragung auf weitere Anwendungsfelder dient.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Kamin ? Brennstoffzelle ? Elektrolyse ? Qualitätsmanagement ? Kontrollsystem ? Prüfverfahren ? Digitaler Zwilling ? Standardisierung ?

Region: Saxony

Bounding boxes: 13.25° .. 13.25° x 51° .. 51°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• XENON Automatisierungstechnik GmbH (Projektverantwortung)

Time ranges: 2023-04-01 - 2026-03-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Stacking
  Description: Fuel cell production still has a strong manufacturing character and is still a limiting factor in the widespread establishment of innovative hydrogen technologies. Efficient manufacturing technology, coupled with real-time quality control with the aim of achieving zero-defect production at high rates, is therefore considered to play a key role. However, it should be noted that there is no generally applicable process chain with integrated inline or end-of-line inspection for high-rate capable series production. In order to avoid unnecessary component rejects at predicted quantities of several tens of thousands of systems per year, HZwo-Inspect is pursuing the establishment of resource-saving and energy-efficient production through the use of improved control systems and testing methods. To this end, the project addresses the modular physical and digital mapping of the complete testing and characterization chain of fuel cells. The focus is on the development of concepts for automated production and on the inspection of relevant components and process steps. HZwo-Inspect thus aims at standardizing the quality operations to be performed with increased production capacities. Material characteristics, defect types and inspection rates to be inspected are classified for this purpose, with the aim of selecting the most economical (ROI) and technologically adept inspection method. The implementation of a digital twin for virtual linking of the inspection process chain is also planned. Finally, using AI-based methods, a multidirectional testing and characterization toolbox is to be developed, which will serve as a tool for transfer to other fields of application. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1124209

Status

Aktiv

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