Materialtests an Systemen bis zum Megawatt-Bereich führt das Fraunhofer IMWS durch. Die Messungen am Teststand werden mit mikrostrukturellen und analytischen Methoden kombiniert, um Ermüdungen und Schäden bis zur einzelnen Komponente, etwa einer Bipolarplatte, Elektrode oder Membran zurückzuverfolgen sowie Ableitungen für die Konstruktion und Produktion der Systeme zu generieren. Mit dem verstärkten Einsatz von Wasserstofftechnologien bringen eine ganze Reihe weiterer Fraunhofer-Institute ihr Know-how zu Sicherheit und Lebensdauer ein, etwa das Fraunhofer LBF bei Systemzuverlässigkeit, das Fraunhofer EMI seine Expertise bei Crash-Tests und explosiven Gasen, Fraunhofer IPM und IMS bei Sensoren oder das Fraunhofer IZFP seine sensorbasierte Prüftechnik für den gesamten Produktlebenszyklus.
Ein möglichst langes Leben …
Sicherheit ist das eine. Daneben sollen Systeme möglichst lange in Betrieb bleiben. Der Stabilität von Katalysatoren widmet sich unter anderem das Fraunhofer ICT und untersucht etwa die Haltbarkeit der eingesetzten Trägermaterialien. Insbesondere stehen die Korrosion und die Temperaturabhängigkeit der Degradationsprozesse sowie der Einfluss von Verunreinigungen im Fokus.
Ein zunehmend wichtiges Thema ist Life Cycle Analysis – also die Erfassung von Energie- und Stoffflüssen über den ganzen Lebenszyklus von Produkten, um Unternehmen und öffentliche Entscheidungsträger zu beraten. Am Fraunhofer ISE beschäftigt sich ein interdisziplinäres Team mit der Nachhaltigkeitsbewertung (nach ISO 14040/44) entlang der kompletten Wasserstoffproduktionskette von der Erzeugung über den Transport bis zur stofflichen oder energetischen Verwertung in Industrie und Verkehr. Ein diesbezügliches Beispiel ist der Vergleich der CO2-Emissionen von batterieelektrischen Fahrzeugen sowie Diesel- und Wasserstofffahrzeugen und der erstmaligen Berücksichtigung der ausschlaggebenden Vorkette. Das Fraunhofer IPA wiederum bewertet Materialkreisläufe für einzelne wasserstoffbezogene Produkte: Welche Rohstoffe könnten am Markt künftig nicht ausreichend verfügbar sein? Wissen die Hersteller dies frühzeitig, können sie sich rechtzeitig um Lösungen bemühen.