Arbeitspakete

Arbeitspaket 1 gewährleistet eine effiziente Projektsteuerung. Ziel ist der Aufbau einer strukturierten Kommunikation zwischen allen Partnern mit klar definierten Rollen, festem Meetingrhythmus und verbindlicher Protokollierung. Zudem werden Meilensteine abgestimmt, einheitliche Berichtsvorlagen eingeführt und ein kontinuierliches Fortschrittsmonitoring etabliert. Ergänzend erfolgt die Abstimmung mit der Begleitforschung, um relevante Erkenntnisse zeitnah zu integrieren. Inhalte sind die Organisation und Durchführung von Meetings, die Definition von KPIs und Zeitplänen sowie die Einrichtung eines systematischen Projektcontrollings und geeigneter Austauschformate. Ergebnisse sind eine konsistente Datengrundlage zum Projektfortschritt, frühzeitige Risikoidentifikation mit klaren Gegenmaßnahmen, transparente Verantwortlichkeiten sowie ein belastbarer, fortlaufend aktualisierter Projektplan.

Das Arbeitspaket umfasst die Definition der Systemgrenzen durch eine umfassende Produktanalyse. Dabei werden Anforderungen an die Zustandsermittlung definiert und ein Fehlerkatalog für spezifische Elektrolyseurkomponenten, wie z. B. Bipolarplatten, erstellt. Dieser Fehlerkatalog fasst typische Fehlerbilder sowie deren Ursachen zusammen. Zudem werden Degradationsmechanismen und deren Ursachen mit einbezogen, sodass und relevante Kontrollparameter identifiziert werden. Außerdem sollen hierdurch Anforderungen an die Sensorik formuliert werden, um die Erfassung des Produktzustandes und die Ableitung von Konzepten der Kreislaufwirtschaft zu ermöglichen.

Ziel dieses Arbeitspaketes ist der Aufbau einer validen Datenbasis für digitale Prozesse wie Modellbildung, SOH-Bewertung und Predictive Maintenance. Hierfür werden mit dem Stack-Hersteller relevante Messparameter definiert und spezifiziert. Darauf aufbauend werden serientaugliche Funktionsmuster entwickelt, darunter Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS), Durchfluss-, Leitfähigkeits- und H₂-Sensoren, und die Messtechnik unter realen Einsatzbedingungen validiert. Ziel ist es zuverlässige Daten für digitale Zwillinge und KI-Modelle schaffen und bereitzustellen als Grundlage für die Markteinführung neuer Sensorplattformen für die Wasserstofftechnologie. Dieses Arbeitspaket gliedert sich in vier Arbeitsbereiche. Der erste Bereich umfasst die Konzepterstellung. Hier soll eine Evaluierung von Sensoren wie EIS, Durchfluss, Leitfähigkeit, H2-Gassensoren sowie Spezifikationen erstellt werden. Der zweite Arbeitsbereich fokussiert die Entwicklung und den Musterbau, insbesondere die Hardware-, Software- und Mechanikentwicklung sowie das Proof-on-Concept. Der dritte Arbeitsbereich umfasst die Validierung, einschließlich Optimierung unter Einsatzbedingungen sowie Tests an Stacks. Im vierten Arbeitsbereich werden Messungen auf Prüfständen (Installation, Überwachung, Service) begleitet. Dabei soll bestehende Expertise aus der Sensorik (Durchfluss, Druck, EIS aus Brennstoffzellen-Projekten) adaptiert werden.

Ziel dieses Arbeitspakets 4 ist die Entwicklung eines digitalen Zwillings für PEM-Elektrolyseur-Stacks, der eine ganzheitliche Bewertung von Betriebszustand und Lebensdauer ermöglicht. Hierfür werden Daten aus etablierten elektrochemischen und physikalischen Charakterisierungsmethoden mit geeigneter Sensorik verknüpft, um mechanische sowie chemische Degradationsprozesse umfassend zu erfassen. Auf Grundlage dieser Datenbasis werden multiphysikalische und datengetriebene Teilmodelle – einschließlich simulationsbasierter Ansätze und Methoden des maschinellen Lernens – entwickelt und in ein integriertes Systemmodell überführt. Dieses erlaubt eine kontinuierliche Zustandsüberwachung sowie die Ableitung belastbarer Prognosen und fundierter Handlungsempfehlungen. Ergänzend werden geeignete Schnittstellen zur Datenintegration und 
Entscheidungsunterstützung konzipiert, um eine automatisierte Bewertung und Optimierung des Betriebs sicherzustellen.

Arbeitspaket 5 zielt darauf ab, Kreislaufstrategien zur Lebensdauerverlängerung von PEM‑Stacks sowie deren Zellkomponenten systematisch zu untersuchen, mit Fokus auf Reuse, Repair, Remanufacturing und Recycling. Auf Basis des im AP4 entwickelten digitalen Schattens wird der Zustand von Stacks und Komponenten abgeschätzt, um technisch sinnvolle Kreislaufstrategien abzuleiten. Diese Abschätzungen werden durch Demontage‑ und Verschleißuntersuchungen verifiziert. Ergänzend werden Service‑ und Wartungsintervalle sowie Instandhaltungsmaßnahmen ausgearbeitet, Monitoring‑Konzepte für Predictive Maintenance entwickelt und Leitfäden für Kreislaufstrategien inkl. automatischer Berichterzeugung erstellt.

Ziel des Arbeitspaketes ist, Methoden zur Bewertung der ökologischen und ökonomischen Auswirkungen verschiedener R-Strategie-Maßnahmen zur Entscheidungsunterstützung zu entwickeln und die Bewertung durchzuführen. Hierbei werden spezifische Kriterien und Kennzahlen abgeleitet, um die Wirksamkeit und Effizienz 
der Anwendung von R-Strategien (wie Repair, Refurbishment, Recycling) zu messen. Es wird ein Entscheidungstool als Modul der Referenzplattform entwickelt. Des Weiteren soll die Nachhaltigksbewertung in das Entscheidungstool und in weitere Systeme (z.B.) über Schnittstellen integriert werden. Gleichzeitig gilt es Schnittstellen als Dateninput für die Nachhaltigkeitsbewertung zu definieren. Daher ist ein weiteres Ziel, die Integration über Schnittstellen zu entwickeln. Darüber hinaus sollen zirkuläre Geschäftsmodelle basierend auf den entwickelten Lösungen identifiziert und ausgearbeitet werden.

Das Arbeitspaket „Ergebnisverwertung und Öffentlichkeitsarbeit“ zielt darauf ab, die Projektergebnisse durch geeignete Kommunikationsmaßnahmen zu verwerten. Dies umfasst die Entwicklung und Umsetzung einer Kommunikationsstrategie, die die Sichtbarkeit der Ergebnisse in der Fachöffentlichkeit sowie in relevanten Industriezweigen fördert. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf dem Wissenstransfer, um sicherzustellen, dass die gewonnenen Erkenntnisse und Technologien effektiv verbreitet werden. Gleichzeitig wird die Identifikation geeigneter Verwertungspfade angestrebt, um die Nachhaltigkeit und den langfristigen Nutzen der Projektergebnisse zu gewährleisten.