Der Nationale Aktionsplan entwickelt passgenaue stückzahlskalierbare Produktionslösungen und Prozessketten für dir zukünftig wirtschaftliche Fertigung von Brennstoffzellen zum Einsatz in der Lastenmobilität der Anwendungsbereiche Heavy, Medium und Light Duty.

Bei den Heavy Duties (> 11,8 t Gesamtgewicht) liegt der Fokus auf der technologischen Entwicklung von industriellen Produktionsverfahren, die die Ausbringungsmengen deutlich steigern, jedoch auch die Anforderungen an die Brennstoffzellen-Lebensdauer, resultierend aus einer hohen jährlichen Fahrleistung, besonders berücksichtigen. Deswegen werden in dieser Prozesskette Kunststoff Compounds verwendet und vorgeformt. Das Einbringen der Flussfelder erfolgt danach durch Walzen (R2HP). Weitere Prozessschritte sind laserbasierte Schneid- und Fügeprozesse sowie schließlich ein spezielles Prüfverfahren, das die Herstellung der BPP abschließt (HP2BPP). Kombiniert wird diese mit einer MEA, die durch eine Decal-Beschichtung mit Siebdruck oder Schlitzdüse hergestellt wurde (R2MEA).

Im Anwendungsbereich der Medium Duties (Gesamtgewicht zwischen 4,5 t bis 11,8 t) liegt der Fokus auf dem Einsatz des umformenden Prägens zur Herstellung von metallischen Halbplatten (R2HP). Die Fertigungsgeschwindigkeiten sollen gesteigert und die Prozessketten verkürzt werden, beispielsweise durch ein gemeinsames Werkzeug für das Prägen und Feinschneiden (HP2BPP). So sollen durch diese technologischen Entwicklungen die Ausbringungsmengen erhöht und an den steigenden Marktbedarf angepasst werden. Damit lassen sich erste Skaleneffekt zur Kostensenkung erzielen.

Um jedoch die komplette Bandbreite der Skaleneffekte auszunutzen und somit eine Kostenparität zu den fossilen Antrieben tatsächlich zu realisieren, bedarf es einer höchstratenfähigen industriellen Massenfertigung. Diese macht das Marktvolumen des Anwendungsbereiches der Light Duties (< 4,5 t Gesamtgewicht) erforderlich. Mit dem kontinuierlichen Walzen lassen sich die benötigten höchstratenfähigen Ausbringungsmengen von < 100 HP/ min erzielen (R2HP). Jedoch erfordert dies auch eine Synchronisation mit den nachfolgenden Füge- und Beschichtungsprozessen (HP2BPP). Auch werden zur Stabilisierung des metallischen Systems vorbeschichtete Halbzeuge verwendet, die die Steigerung der Lebensdauer der BPP begünstigen. Interagieren werden diese mit MEAs, die durch eine besonders innovative und höchstratenfähige Methode hergestellt werden. Dabei wird die Membran direkt durch Injet-Verfahren beschichtet (R2MEA).

Mit den stückzahlskalierbaren Produktionslösungen und Prozessketten werden nicht nur der Markthochlauf der Brennstoffzellen-Technologie in unterschiedlichen Anwendungsszenarien der Lastenmobilität intensiviert, sondern auch eine breite Beteiligung verschiedener Industriezweig insbesondere des Maschinen- und Anlagenbaus in diesem neuen Geschäftsfeld forciert. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus dem systemischen Ansatz. Damit ist es möglich, Synergien für das gesamte Brennstoffzellen-System zu identifizieren und die Effekte zu nutzen. Konkret bezieht sich dies zum einen auf die Steigerungen in den Umsetzungsgeschwindigkeiten bei den übergreifenden Themen, wie z. B. Automatisierung, Digitalisierung, Qualitätssicherung und Planung. Zum anderen auf die Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs selbst. Hier wird der Nationale Aktionsplan wichtige Impulse für innovative Produkt- und Produktionsentwicklung, beispielsweise für Leistungselektronik, Batterie und Antriebsachsen, liefern, die in Interaktion mit dem Innovationszentrum des BMDV gemeinsam weiterverfolgt bzw. dort getestet und zertifiziert werden.