Komponenten und Membranen für neue Energien

Brennstoffzellen, Elektrolyseure und grüner Wasserstoff

Im Rahmen der weltweiten Energiewende ist grüner Wasserstoff ein gefragter Rohstoff. Damit dieser im großen Maßstab verfügbar wird, sind hocheffiziente und leistungsfähige Brennstoffzellen unabdingbar. Die Doppelbandpressen von HELD ermöglichen die kontinuierliche Herstellung von Membranen, Komponenten und Funktionsmaterialien, die in Elektrolyse, Wasserstoffsystemen und Brennstoffzellen eingesetzt werden.

Anwendungen in der Energiebranche: PEM, MEA, GDL, BPP

In Technologien wie Brennstoffzellen, Elektrolyseuren und Wasserstoffsystemen entscheidet die Präzision der Fertigung über Leistungsfähigkeit und Lebensdauer. Schon kleinste Abweichungen in Membran-Elektroden-Einheiten (MEA), Bipolarplatten oder Dichtsystemen können den Wirkungsgrad erheblich beeinflussen. HELD Technologie bietet mit seinen isobaren Doppelbandpressen maßgeschneiderte Lösungen für die präzise Herstellung von funktionalen Schichten, Laminaten und Verbundwerkstoffen. Die Anlagen gewährleisten eine homogene Temperatur- und Druckverteilung, um reproduzierbare Qualität bei der Produktion von Komponenten für PEM-Elektrolyseure und Brennstoffzellenstacks sicherzustellen. Mit dieser Präzision schafft HELD die Grundlage für eine reproduzierbare, effiziente und skalierbare Produktion.

Im Technologiepark von HELD stellen Kunden auf einer isobaren Doppelbandpresse eine verstärkte Protonenaustauschmembran (PEM) her.

Weitere kontinuierliche Pressen von HELD sind für Kunden im Einsatz, um die sogenannte Gasdiffusionslage (GDL) herzustellen. Die Gasdiffusionslage ist eine der zentralen Komponenten moderner Brennstoffzellen und spielt eine entscheidende Rolle für die Effizienz und Lebensdauer der Zelle. Die GDL sorgt für den gleichmäßigen Transport der Reaktionsgase (Wasserstoff und Sauerstoff) zur Elektrodenoberfläche. Zudem reguliert sie den Abtransport von Wasser aus der Reaktionszone und somit die Feuchtigkeitsdichte der Membran. Sie erfüllt höchste Anforderungen an elektrische und thermische Leitfähigkeit und trägt so zur effizienten Energieerzeugung bei. Durch das kontinuierliche Kompaktieren und Konsolidieren entsteht ein gleichmäßiges, poröses Material mit definierter Dicke, optimaler Leitfähigkeit und hoher Druckfestigkeit. Sie kommt in PEM-Brennstoffzellen und Elektrolyseuren zum Einsatz.

Die Membran-Elektroden-Einheit (MEA) ist die zentrale Funktionsschicht jeder PEM-Brennstoffzelle (Proton Exchange Membrane Fuel Cell). Kunden von HELD fertigen auf der Doppelbandpresse die MEA3 oder MEA5. Unter gleichmäßigem Druck und geregelter Temperatur werden PEM-Folie, Katalysatorschichten und Gasdiffusionslagen verbunden. Im Anschluss wird der MEA-Verbund noch in der Reaktionszone der Presse abgekühlt und geglättet und durch entsprechende Konfektionierung für die weitere Stack-Montage vorbereitet. In der MEA findet die eigentliche elektrochemische Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff statt, bei der elektrische Energie, Wärme und Wasser entstehen. Sie gewährleistet die gleichmäßige Gasverteilung durch die GDL. In puncto Wasserhaushalt sichert die MEA eine optimale Befeuchtung der Membran für stabile Leistung. Die MEA vereint somit Membranfolien aus PFSA oder alternativen Ionenaustauschpolymeren mit der Gasdiffusionslage, katalysatorbeschichteten Folien (CCM) und funktionalen Schichten (elektrisch leitfähig, wärmeleitend, hydrophob).

Die Bipolarplatte (BPP)

Mit der isobaren Doppelbandpresse von HELD lassen sich PEM, GDL, MEA , BPP präzise, kontinuierlich und großserienfähig herstellen. Das Ergebnis: hohe Effizienz, gleichmäßige Schichtstruktur und maximale Performance für moderne Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien.