Neuer Groß-Prüfstand für Brennstoffzellen: Fraunhofer IWU beschleunigt Hochlauf der Wasserstofftechnologie

© Dr. Carmen Meuser / Fraunhofer IWU

Chemnitz – Wasserstoff gilt als Schlüsseltechnologie für die Energiewende und eine klimaneutrale Industrie. Für den erfolgreichen Markthochlauf sind neben innovativen Produktionsverfahren vor allem leistungsfähige Testinfrastrukturen erforderlich. Mit dem neuen Brennstoffzellen-Prüfstand und dem Ausbau der Testinfrastruktur setzt das Fraunhofer IWU in Chemnitz einen wichtigen Impuls.

Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (Fraunhofer IWU) in Chemnitz stärkt den Hochlauf des Wasserstoff-Sektors in Sachsen mit einem neuen, leistungsstarken Brennstoffzellen-Prüfstand. Ab Oktober 2025 können dort Brennstoffzellen und Brennstoffzellen-Systeme getestet werden, um Leistung, Haltbarkeit, Zuverlässigkeit und andere wichtige Eigenschaften zu prüfen und zu optimieren. Damit unterstützt das IWU seine Industriekunden und Projektpartner maßgeblich beim Hochlauf der Brennstoffzellenfertigung.

Qualitätssicherung im Fokus: Neues H2-Labor in Chemnitz
Der Prüfstand am Fraunhofer IWU verfügt über eine Kapazität von 80 kW und ist weit mehr als ein herkömmlicher Prüfstand: Er ermöglicht es, nicht nur fertige Brennstoffzellen-Stapel (Stacks), sondern auch Halbzeuge zu prüfen. So können Materialkonzepte validiert und frühzeitig auf die Serienfertigung abgestimmt werden – ein zentraler Punkt im sogenannten "Design for Manufacturing". Dieses Vorgehen verbindet Qualitätssicherung mit Materialanalyse, um Fertigungskosten zu senken und gleichzeitig die Funktionalität und Lebensdauer der Brennstoffzellensysteme zu verbessern. Das ist vor allem angesichts des geplanten Hochlaufs der Großserienfertigung essenziell.

Der Prüfstand wurde mit Mitteln der Sächsischen Aufbaubank und des EU-Projekts "Clean Energy City" kofinanziert, das Wasserstoff-Technologien als Ersatz fossiler Energieträger erprobt. Projektpartner ist auch die Technische Universität Chemnitz. Das Labor ist nach § 15 der Betriebssicherheitsverordnung zertifiziert und bietet Platz für 80-kW-Module inklusive Balance-of-Plant-Komponenten wie Kühlaggregate, Wasserabscheider und Pumpen. Umfangreiche Tests nach EU-Normen, US-Standards des Department of Energy (DoE) oder individuellen Kundenanforderungen sind damit möglich.

Ausbau der Testinfrastruktur in Chemnitz und Görlitz geht weiter
Das Wasserstoff-Prüflabor am Fraunhofer IWU soll noch im Herbst 2025 erweitert werden: Hinzu kommen ein 250-W-Brennstoffzellen-Prüfstand zur Charakterisierung von Einzelkomponenten sowie ein 1-kW-Elektrolyseur-Prüfstand für Mini-Stacks. Diese Anlagen ermöglichen nicht nur Impedanzmessungen, sondern sind über eine Zyklovoltammetrie-Einheit auch in der Lage, Katalysatoroberflächen zu analysieren – etwa um Schäden zu beurteilen oder neue, kostengünstigere Materialien zu testen.

Parallel entsteht in Görlitz das Hydrogen Lab Görlitz (HLG), das sich unter anderem auf die Forschungsschwerpunkte Erzeugung und Speicherung von Wasserstoff konzentriert. Dort sollen Prüfstände mit Leistungen bis zu 2 MW zum Einsatz kommen. Sie können mechanische Belastungen von Elektrolyseuren simulieren. Geplant ist auch eine Klimakammer für Temperatur- und Feuchtesimulation von -30 °C bis +70 °C, um Alterungsprozesse zu erforschen und Elektrolyseure vergleichbar zu testen.

Region Chemnitz: Drehscheibe der Wasserstoffwirtschaft in Deutschland
Chemnitz gilt heute als eines der führenden Wasserstoffzentren Europas. Das regionale Kompetenzcluster basiert auf der engen Zusammenarbeit zwischen der Technischen Universität Chemnitz, den Fraunhofer-Instituten IWU und ENAS sowie dem künftigen Hydrogen Innovation Center (HIC). Dieses Innovationszentrum wird als Kompetenzzentrum für Wasserstoffantriebe bei Pkw, Nutz- und Schienenfahrzeugen die Test- und Zertifizierungskapazitäten erweitern und mit H2-Laboren und Werkstätten ergänzen.

Die Technische Universität konzentriert sich auf Wasserstoffproduktion, -speicherung und -transport sowie Anwendungen in Mobilität, Energie und Industrie. Das Fraunhofer IWU und das Fraunhofer ENAS treiben gemeinsam mit Industriepartnern die industrielle Massenproduktion von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen voran. Alle Akteure bilden eine Wertschöpfungsgemeinschaft, die den Aufbau einer effizienten, stückzahlskalierbaren Wasserstoffwirtschaft in Sachsen vorantreibt. Das vom Wasserstofftechnologie-Cluster HZwo e.V. koordinierte Partnernetzwerk bündelt die Kompetenzen, um den Marktdurchbruch der Wasserstofftechnologien zu beschleunigen.