Die „Wasserstoffsparte“ der Graebener Maschinentechnik GmbH & Co. KG aus Netphen im Siegerland hat jetzt bekanntgegeben, dass sie als Unterlieferant Teil des öffentlich geförderten Forschungsprojekts BeHyPSy (luftgekühltes Brennstoffzellensystem für den Flugbereich mit besonderem Schwerpunkt auf Systemleichtbau) ist. Gemeinsam mit dem ZBT (Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH) und weiteren Partnern soll hier ein technologischer Meilenstein für die Luftfahrt der Zukunft entstehen.

Leichte Brennstoffzellensysteme mit Luftkühlung

Brennstoffzellensysteme im hohen Leistungsbereich setzen bislang in der Regel auf Flüssigkeitskühlung – ein zuverlässiges, aber vergleichsweise schweres System. Für unbemannte Fluggeräte (UAV) und leichte Flugzeuge zählt jedoch jedes Gramm. Genau hier setzt BeHyPSy an: Das ZBT und seine Projektpartner entwickeln ein besonders leichtes, luftgekühltes Brennstoffzellensystem speziell für unbemannte Fluggeräte und Flugzeuge mit 25 bis 2.000 Kilogramm Startgewicht. Ziel sei, so das ZBT, „die Entwicklung, Integration und Erprobung eines innovativen Antriebsystems“, das nicht nur hohe Leistungsfähigkeit biete, sondern auch skaliert werden könne, um zukünftig auch in anderen Luftfahrtanwendungen eingesetzt zu werden. So erschließe sich ein bedeutendes Marktpotenzial für nachhaltige Luftfahrtantriebe. Die technologischen Besonderheiten des Projekts umfassen im wesentlichen zwei Aspekte: Erstens Luftkühlung statt Flüssigkeitskühlung – dieser Paradigmenwechsel bedeutet, dass das Brennstoffzellensystem ohne Flüssigkeitskühlung Gewicht und Bauraum deutlich reduziert. Die Anforderungen an das Luftmanagement steigen entsprechend – ein zentraler Entwicklungsfokus des Konsortiums. Der zweite Aspekt ist ein Multiphasen-Elektromotor für höchste Zuverlässigkeit: Ein mehrphasiger Elektromotor wird über ein Multi-Stack-Brennstoffzellensystem versorgt. Dies erhöht die Ausfallsicherheit und Verfügbarkeit des Gesamtsystems.

Fertigung ultraleichter Metall-Bipolarplatten

Als langjähriger Maschinenbauer und Spezialist für Hydroforming- und Metallumformprozesse unterstützen die Siegerländer das ZBT im Rahmen des Projekts als Lieferant. Konkret fertigt das Unternehmen im Graebener Produktionslabor die für die luftgekühlten Brennstoffzellenstapel benötigten Bipolarplatten aus dünnen Titanfolien. Die Leistungen umfassen dabei die komplette Prozesskette vom Coil bis zur fertigen Bipolarplatte: Umformen der Metallfolien mittels Hydroforming-Verfahren, Laserschneiden, Laserschweißen sowie das Richten der verschweißten Platten. Darüber hinaus begleitet Graebener den Entwicklungsprozess mit Engineering-Leistungen. In enger Zusammenarbeit mit dem ZBT analysiert das Unternehmen die technischen Machbarkeitsgrenzen des innovativen Designs und evaluiert, inwiefern eine prozesssichere und chargenresistente Herstellung zuverlässig sichergestellt werden kann. Damit leistet Graebener einen wichtigen Beitrag zur angestrebten Leichtbau-Brennstoffzellen-Technologie – ein Bereich, in dem die Siegerländer ihre über 20-jährige Erfahrung in der Fertigung metallischer Bipolarplatten optimal einbringen können.