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REFERNZFABRIK

Struktur

Die Referenzfabrik steht für die Entwicklung von passgenauen skalierbaren Produktions- bzw. Prüflösungen bis hin zur Betrachtung von Prozessketten, die eine wirtschaftliche Fertigung von Stacks für verschiedene Stückzahlen, Einsatzgebiete und Nutzungsfelder ermöglicht, sowie deren Transfer in die industrielle Massenproduktion. Dazu werden dezentral physische Produktions- und Prüfmodule aufgebaut, die zentral über die virtuelle Referenzarchitektur verbunden sind.

Physische Module

Die dafür erforderlichen Produktions- und Prüfmodule sind in den Versuchsfeldern der Fraunhofer-Institute IWU, ENAS (beide Chemnitz) und IPT Aachen verfügbar. Zudem werden diese bis 2023 durch Fördermittel des BMBF (z.B. Wasserstoff Leitprojekte H2Giga und H2mare für die Elektrolyseure) und BMDV (z.B. H2GO – Nationaler Aktionsplan Brennstoffzellen-Produktion) substanziell für die industrielle Serienproduktion erweitert. Besonders relevant für die Erreichung der höchsten Skalierungsstufe: Höchstratenfähigkeit und der damit verbundenen Erzielung von Skaleneffekten zur Realisierung der Kostenparität zu fossilen Alternativen, sind kontinuierliche Technologien.

Wesentliche Handlungsfelder sind Verfahren bzw. Produktions- und Testelemente zur Fertigung der Stack-Komponenten Biploar Platten, Membran Elektroden Einheiten, Dichtungen und deren Assembly zum Stack für Elektrolyseure und Brennstoffzellen-Systeme.

Virtuelle Plattform

Die virtuelle Referenzarchitektur nährt sich aus den digitalen Abbildern der Produktions- und Prüfmodule und wird zudem mit weiterführenden Informationen zu den Technologien angereichert. Dabei wird ein konfigurierbares Baukastensystem aus virtuellen Zwillingen der Produktionsschritte aufgebaut. Dieses ermöglicht einen Technologievergleich zu spezifischen Parametern und bildet die Basis für eine neuartige Verknüpfung von virtuellen Modulen zur Abbildung und Bewertung kompletter Prozessketten. Somit ist eine Ableitung anwendungs- und typspezifischer Fertigungsszenarien für Einzel- bzw. Gesamtkomponenten und deren Planung im industriellen Maßstab realisierbar. Zudem kann diese dynamisch und flexibel an sich verändernde Voraussetzungen angepasst werden.

Wesentlich ist zudem, dass die virtuelle Referenzarchitektur gleichzeitig eine Plattform darstellt, auf der ein Überblick und der überregionale Zugang zu den angebotenen Services der beteiligten Fraunhofer-Institute bzw. der integrierten Partnerunternehmen erlangt werden kann.

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