Vom Element zur Energie

Als häufigstes Element des Universums steht Wasserstoff theoretisch unbegrenzt zur Verfügung – seine Energie wird jedoch erst durch chemische Reaktionen freigesetzt. Grüner Wasserstoff, der mittels Elektrolyse aus erneuerbaren Energien gewonnen wird, ist entscheidend für eine erfolgreiche Transformation des Energiesektors. Er dient als Speicher für erneuerbare Energie (Power-to-Gas), als chemischer Rohstoff, und er ermöglicht die Dekarbonisierung von industriellen Sektoren. Aufgrund hoher Kosten, eines hohen Energiebedarfs und mangelnder Infrastruktur bleibt die großskalige Produktion von grünem Wasserstoff bisher anspruchsvoll. Um den technologischen Fortschritt in diesem Bereich voranzutreiben, bringt der ElringKlinger-Konzern seine langjährige Expertise ein – sowohl mit seiner Dichtungstechnik und der ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH als auch über die EKPO Fuel Cell Technologies GmbH.

Das schlagende Herz des Wasserstoffs

Was gegenwärtig als Schlüsseltechnologie für eine klimaneutrale Zukunft gilt, nahm bei ElringKlinger schon vor rund zwei Jahrzehnten seinen Anfang. Bereits 2008 startete das erste Serienprojekt. Über die Jahre entstand ein breites technologisches Fundament, das 2021 in die Gründung von EKPO Fuel Cell Technologies mündete: einem Joint Venture, das die Expertise in der Entwicklung und Großserienfertigung leistungsstarker Brennstoffzellen‑Stacks und zentraler Komponenten bündelt und mit dem Mitgesellschafter OPmobility einen starken Partner an Bord hat.

Entlang der Wasserstoff‑Wertschöpfungskette übernimmt EKPO eine zentrale Enabler‑Rolle. Das Unternehmen ist an beiden Schlüsselpunkten des Wasserstoffkreislaufs aktiv. Zum einen liefert EKPO das Herz jeder Brennstoffzelle: hocheffiziente PEMFC‑Stackmodule, die Wasserstoff über eine elektrochemische Reaktion zuverlässig in elektrische Energie umwandeln und diese unmittelbar für die jeweilige Anwendung bereitstellen. Mit skalierbaren Fertigungslinien und umfassendem Know-how in metallischen und polymeren Kerntechnologien schafft EKPO die Grundlage für die Industrialisierung der Brennstoffzelle. Die entwickelten Stacks und Komponenten kommen in unterschiedlichsten Anwendungen zum Einsatz – darunter Pkw, Nutzfahrzeuge, Busse, Schienenfahrzeuge, maritime Systeme und stationäre Energiesysteme.

Zum anderen wirkt EKPO auch dort, wo grüner Wasserstoff überhaupt erst entsteht. Mit der Serienfertigung zentraler Komponenten wie der metallischen Bipolarplatte ist das Unternehmen in der vorgelagerten Wertschöpfung aktiv. Die hochpräzisen und technologisch anspruchsvollen Bipolarplatten des Unternehmens kommen unter anderem in Hochleistungselektrolyseuren zum Einsatz, die nach dem Prinzip der PEM‑Elektrolyse arbeiten und grünen Wasserstoff erzeugen. Sie sorgen dafür, dass moderne Elektrolyseure leistungsfähig, langlebig und industriell skalierbar werden und schaffen so eine wichtige technologische Grundlage für die nachhaltige Wasserstoffwirtschaft.

Pulsgeber der Wasserstofftechnologie

Metallische Bipolarplatten bilden als zentrale „Pulsgeber“ moderner Brennstoffzellen und Elektrolyseure das funktionale Herz beider Systeme. Sie bestehen je nach Anwendungsfall aus einem dünnen Metallblech oder zwei sehr filigranen, miteinander verschweißten Metallblechen. Auf ihrer Oberfläche befinden sich mikrofeine Kanäle – das sogenannte Flowfield –, über die Wasser, Wasserstoff und Sauerstoff präzise geführt werden. Zwischen den Platten zirkuliert ein Kühlmedium, das für die thermische Stabilität der Systeme sorgt.

Die Basis für die heutigen Hochleistungs-Bipolarplatten von EKPO wurde bereits vor über zwanzig Jahren gelegt, als ElringKlinger seine Schlüsseltechnologien aus der Zylinderkopfdichtung auf die Entwicklung metallischer Bipolarplatten übertrug. Mit langjähriger Erfahrung in Metallumformung, modernen Füge- und Beschichtungsverfahren sowie präziser Elastomerdichtungstechnik entstand so aus traditionellen Kompetenzen der Verbrennungsmotor-Dichtungstechnik ein hochfunktionales, serienfähiges Kernbauteil für Brennstoffzellen- und Wasserstoffsysteme. Heute fertigt EKPO diese Bipolarplatten in vollautomatisierten Serienprozessen, die komplexe 3D-Umformtechniken, Folgeverbundwerkzeuge und korrosionsstabilisierende Beschichtungen kombinieren. Eine besondere Stärke ist dabei die integrierte Abdichtungstechnologie: Präzise ausgelegte elastomerbasierte Dichtsysteme stellen selbst unter hohem Druck, wechselnden Temperaturen und dynamischen Lasten eine dauerhaft sichere Trennung von Gasen und Flüssigkeiten sicher. Eine sorgfältige geometrische Auslegung und die interne Werkzeugentwicklung sichern dabei höchste Maßgenauigkeit und Prozessstabilität. Die hochpräzisen Bipolarplatten bilden nicht nur das Herz moderner Brennstoffzellen und Elektrolyseure, sondern gleichzeitig auch die technologische Grundlage für die nächste Wertschöpfungsstufe: die vollständig integrierten Stackplattformen von EKPO.

Herstellung von grünem
Wasserstoff: Elektrolyse

Die Elektrolyse ist einer der zentralen und vielversprechendsten Wege zur Herstellung von grünem Wasserstoff. Dabei wird Wasser mithilfe elektrischer Energie in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Um diese Produktion wirtschaftlicher und leistungsfähiger zu machen, entwickelt EKPO Fuel Cell Technologies skalierbare,

Präzision, die zu Energie wird

Auf Basis der außergewöhnlichen Präzision seiner metallischen Bipolarplatten entwickelt EKPO leistungsstarke Stackplattformen, die den entscheidenden Schritt vom chemischen Element hin zur nutzbaren Energie ermöglichen. Diese vereinen alle zentralen Komponenten – von Bipolarplatten über MEAs und Dichtungen bis zu Kompressionsmodulen – zu einem exakt abgestimmten Gesamtsystem. Die Stacks wandeln Wasserstoff effizient in Energie um und erfüllen wichtige Funktionen wie präzise Gasführung, Temperaturmanagement, Stromableitung und sichere Abdichtung. Durch robuste Materialien, eine hohe Fertigungstiefe und intelligente, modulare Konstruktionen sind die Stackplattformen von EKPO flexibel skalierbar und eignen sich für Mobilitäts-, Industrie- und Infrastrukturanwendungen. Damit bilden sie ein zentrales Bindeglied in der Wasserstoffwertschöpfungskette – von molekularen Elementen hin zur nutzbaren Energie.

Das Portfolio umfasst vier modulare Stackplattformen – NM5 evo, NM12 single, NM12 twin und NM20 – und deckt einen Leistungsbereich von 16 bis 400 kW ab. Der NM5-Stack findet beispielsweise Einsatz in Gabelstaplern oder stationären Energieversorgungssystemen. Der NM12-Stack bietet mit seiner bewährten Haltbarkeit in Brennstoffzellenfahrzeugen höchste Effizienz, während das NM20-Modul mit bis zu 400 kW die stärkste Plattform von EKPO darstellt und im Rahmen des IPCEI-Wasserstoff-Programms „Hy2Tech“ gefördert wird. Gemeinsam unterstützen sie den Aufbau einer leistungsstarken, klimaneutralen Energieinfrastruktur – sowohl mobil als auch stationär.

Kunststofflösungen, die die Wasserstoffwelt zusammenhalten

Während große Tanks befüllt werden, Elektrolyseure Wasser in reinen Wasserstoff spalten und Brennstoffzellen daraus Energie erzeugen, geschieht im Hintergrund etwas Entscheidendes: die Zellendichtungen im XXL-Format, diverse Isolierbauteile, filigrane Hochdruckdichtungen und Präzisionsformteile der ElringKlinger Kunststofftechnik sorgen dafür, dass all diese Prozesse zuverlässig und sicher ablaufen. Die polymeren Schlüsselkomponenten, die speziell für die extremen chemischen, thermischen und mechanischen Anforderungen moderner Wasserstofftechnologien entwickelt wurden, leisten ihren Beitrag entlang des gesamten Wasserstoffprozesses: von der Erzeugung über Kühlung, Speicherung, Verteilung und Transport bis hin zur Reinigung und Nutzung von Wasserstoff. Sie kommen überall dort zum Einsatz, wo metallische Werkstoffe an ihre Grenzen stoßen – sei es als millimetergenaues Präzisionsteil oder als Bauteil mit beeindruckenden drei Metern im Durchmesser.

Dichtheit, die die Wasserstofferzeugung sicher macht

Für die klimafreundliche Wasserstoffproduktion werden Elektrolyseverfahren ständig verbessert, um effizienter, sicherer und langlebiger zu werden. Im Inneren einer modernen Elektrolyseanlage arbeiten mehrere hundert Einzelzellen in einem präzisen geschichteten Stack zusammen. Jede dieser Zellen übernimmt einen Teil der Wasseraufspaltung – und jede ist auf absolute Dichtheit angewiesen. An dieser Stelle kommt eine zentrale Komponente der ElringKlinger Kunststofftechnik zum Einsatz: die großformatige Polytetraflon™-PTFE-Zellendichtung. Sie gewährleistet bei der alkalischen Elektrolyse, dass sowohl die korrosive Kalilauge als auch die entstehenden Gasströme – Wasserstoff und Sauerstoff – selbst unter hohen Drücken und Temperaturen zuverlässig voneinander getrennt bleiben. Die speziell dafür entwickelten Polytetraflon™‑PTFE‑Compounds der ElringKlinger Kunststofftechnik, die je nach Anlagengröße Durchmesser von bis zu drei Metern erreichen, sichern stabile Betriebsbedingungen und tragen dank ihrer hohen Präzision maßgeblich zum Wirkungsgrad der Elektrolyse bei.

Hier zeigt sich die enge Verzahnung der Kompetenzen im Konzern: Während EKPO mit seinen Komponenten einen wesentlichen Beitrag dazu leistet, Wasser in Wasserstoff oder Wasserstoff in Energie umzuwandeln, stellt ElringKlinger Kunststofftechnik die zuverlässige Funktion des Systemumfelds sicher. Gemeinsam schaffen sie ein durchgängiges technologisches Fundament für die Wasserstoffwirtschaft – und ermöglichen damit den Schritt „Vom Element zur Energie“ in industriellem Maßstab.

ElringKlinger-Produkte begleiten die breite Wertschöpfungskette des Wasserstoffs – von der Herstellung über die Speicherung bis zur Nutzung.

ProEly: Effizienz ermöglichen, Elektrolyse skalieren

Die Wasserstoffwirtschaft steht am Beginn ihres industriellen Durchbruchs. Mit „ProEly“ leistet ElringKlinger einen zentralen technologischen Beitrag zum industriellen Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft. Gemeinsam mit Forschungs- und Industriepartnern entwickelt ElringKlinger im Rahmen dieses strategisch wichtigen Projekts recyclingfähige, funktionsintegrierte und großserientaugliche Kunststoffzellrahmen für die alkalische Elektrolyse (AEL). Was nach einem einzelnen Bauteil klingt, wird angesichts seiner benötigten Stückzahlen zum entscheidenden Hebel für die Skalierbarkeit von Elektrolysesystemen. Denn für jedes Megawatt Elektrolyseleistung werden 200 bis 300 Zellrahmen benötigt – eine Dimension, die nur durch hochautomatisierte und effiziente Fertigungsprozesse beherrschbar ist.

ProEly verbindet hierfür Materialinnovation und Energietechnik. Durch den Einsatz von Hochleistungskunststoffen entstehen leichtere, ressourceneffiziente und kreislauffähige Zellrahmen, die zugleich Druckstabilität, präzise Medienführung und zuverlässige Dichtheit gewährleisten. Dadurch werden sie zu einem Baustein, der das gesamte System optimiert. Die neu entwickelten Zellrahmen ermöglichen robustere, energieeffizientere und wirtschaftlichere Elektrolysestacks und leisten damit einen direkten Beitrag zur nationalen Wasserstoffstrategie sowie zum geplanten Ausbau mehrerer Gigawatt Elektrolysekapazität bis 2030.

ElringKlinger bringt beim ProEly-Forschungsprojekt seine umfassende Expertise in der Kunststoffverarbeitung, der Präzisionsfertigung und der Großserienproduktion ein und legt damit das Fundament für die Elektrolysesysteme der nächsten Generation. Als maßgeblicher Technologiepartner schlägt der Konzern somit die Brücke vom Element Wasser über die Entwicklung eines zentralen Schlüsselbauteils hin zur wirtschaftlichen Erzeugung von grünem Wasserstoff.

Know-how, das die Zukunft antreibt

Für den nächsten Schritt in eine klimaneutrale Zukunft vereint ElringKlinger genau die Fähigkeiten, die eine leistungsfähige Wasserstoffwirtschaft benötigt: ausgereifte Werkstoffexpertise, höchste Präzision in Metall und Kunststoff sowie jahrzehntelanges Know-how in der industriellen Serienfertigung. Was über viele Jahre in der Automobilindustrie gewachsen ist, bildet heute die Grundlage für innovative, emissionsfreie Technologien. Entlang der gesamten Wasserstoff-Wertschöpfungskette entwickelt ElringKlinger Lösungen, die die Effizienz steigern, Skalierung ermöglichen und den Weg in eine nachhaltige Zukunft entscheidend mitgestalten.