Mit flexibler Prüftechnik und inertisierter Thermokammer unterstützt Sonplas als Entwicklungspartner
Folgen von Alterungsprozessen in Elektrolyse-Stacks zeigen sich oft erst später im Betrieb. Sonplas entwickelt modulare Prüfstände, mit denen Hersteller und Forschungseinrichtungen diese Effekte frühzeitig und unter kontrollierten Bedingungen analysieren können. Die Kombination aus Prüftechnik und inertisierter Thermokammer schafft eine sichere Testumgebung und verlagert die Untersuchung von Alterungs- und Sicherheitsrisiken ins Labor – für schnellere, vergleichbare und belastbare Entwicklungszyklen. Als Partner überträgt Sonplas seine Expertise auch auf weitere Antriebskonzepte.
Elektrolyse-Stacks erzeugen grünen Wasserstoff aus Wasser und erneuerbarem Strom. Zum Einsatz kommen die Protonen-Austausch-Membran-Elektrolyse (PEM), die alkalische Elektrolyse (AEL) und die Anionen-Austausch-Membran-Elektrolyse (AEM). Als Herzstück des Elektrolyseurs bestimmen die Stacks Leistung, Effizienz und Lebensdauer der Anlage. Sie spielen eine zentrale Rolle für industrielle Anwendungen, Energiespeicherung und klimafreundliche Mobilität.
Bisher prüften viele Hersteller diese Stacks vor allem im Feld. Sie bauten Prototypen in komplette Anlagen ein und werteten später Betriebsdaten aus. „Dieser Weg liefert zwar reale Erkenntnisse, kostet aber Zeit, bindet Ressourcen und birgt Risiken. Denn ein Fehler tritt oft erst dann auf, wenn die Anlage bereits arbeitet“, sagt Florian Hubner, Projektleiter Wasserstofftechnologie und Prüfstandstechnik bei Sonplas. Der Sondermaschinenbauer aus Straubing liefert maßgeschneiderte Montage- und Prüfanlagen für unterschiedliche Branchen.
Hydrogen will play a key role in future energy technologies, but its physical properties push conventional test systems to their limits. “Its small molecular size, high diffusivity, and the resulting safety requirements demand solutions that operate with exceptional reliability,” explains Ulrike Garanin, Managing Director of DILO Hydrogen GmbH. DILO Hydrogen is a subsidiary of DILO Armaturen und Anlagen GmbH, headquartered in Babenhausen in Bavaria’s Unterallgäu district. For decades, the Babenhausen-based company has built extensive expertise in the precise handling of technical gases—particularly in applications where leak-tightness, purity, and controlled processes are critical. Today, DILO is bringing this proven expertise to hydrogen technology.
Under the DILO Hydrogen brand, the group brings together its activities supporting the H₂ value chain. Rather than focusing on hydrogen production itself, DILO Hydrogen specializes in the supporting technologies and systems required for filling, commissioning, and maintaining H₂ systems, as well as for measurement and gas treatment. “In these areas in particular, safe handling, repeatable processes, and high quality standards are essential,” explains Ulrike Garanin.
To ensure reliable performance, these systems must be tested under real-world pressure and operating conditions. Sabrina Walther, Head of the H₂ Test and Validation Center at DILO Hydrogen GmbH, explains: “Development and validation testing must replicate the actual operating environment—including safety-critical scenarios.” Recognizing this need early on, DILO Hydrogen established its own flexible testing infrastructure, designed to deliver consistent, reproducible results.
Prüftechnik kombiniert mit inertisierter Thermokammer
„Wir setzen mit unseren modularen Prüfstandslösungen auf eine andere Herangehensweise“, sagt Hubner. „Eine besondere Rolle spielt die Kombination mit einer inertisierten Thermokammer.“ Damit lassen sich nicht nur Funktionen, sondern auch Lebensdauer- und Alterungsprozesse prüfen. Thermokammern schaffen realitätsnahe Temperaturbedingungen für Prüfungen mit Wasserstoff und anderen kritischen Medien. Sonplas legt diese für explosionsgefährdete Bereiche aus. Die Kammer umgibt den Prüfling mit kontrollierter Atmosphäre. Sonplas nutzt Stickstoff, um Risiken im Prüfbereich zu minimieren. Sie verbindet Temperierung, mechanische Stabilität und flexible Anpassung an den Prüfaufbau. „Anwender können Elektrolyse-Stacks gezielt belasten, überwachen und bis an definierte Grenzen führen“, erläutert Hubner. Hersteller und Forschungseinrichtungen gewinnen dadurch früher belastbare Daten für Materialentscheidungen, Technologievalidierung und Lebensdauerbewertung.
Membran und Materialien unter Last
Die Wasserstoffproduktion entwickelt sich dynamisch. Viele Technologien, besonders neue Stack-Konzepte und Materialkombinationen, stehen noch vor wichtigen Entwicklungsschritten. Hersteller müssen wissen, wie sich ihre Systeme über lange Zeit verhalten. Ein Elektrolyse-Stack arbeitet unter anspruchsvollen Bedingungen: Druck, Temperatur, Medien und elektrische Belastung wirken dauerhaft auf die Komponenten. Die Membran ist dabei kritisch. Sie trennt die Stoffkreisläufe und bestimmt die Systemeffizienz.
Mit der Zeit kann der Wasserstofftransport in den Sauerstoffkreis zunehmen. Zu Beginn tritt dieser Effekt nur geringfügig auf. Bei Alterung oder Materialermüdung wird er stärker und beeinträchtigt Leistung, Lebensdauer und Sicherheit.
Auch Leckagen und Materialunverträglichkeiten sind mögliche Schadensbilder. Im Feld kann das zu hohen Folgekosten führen: Ein Stack-Austausch an abgelegenen Standorten – etwa Windparks oder Solaranlagen – verursacht erheblichen Serviceaufwand. Frühzeitige Prüfungen im Labor können solche Risiken deutlich besser kontrollieren. „Für die Entwicklung neuer Elektrolyse-Stacks reicht ein reiner Funktionstest nicht mehr aus“, sagt Hubner. Anwender benötigen Prüfstände, die Alterung realitätsnah und kontrolliert abbilden.
Short-Stacks machen Lebensdauer prüfbar
Große Elektrolyse-Stacks haben eine Leistungsaufnahme, die bis in den Megawattbereich reicht. Solche Einheiten können wirtschaftlich kaum vollständig in einem einzelnen Prüfstand untersucht werden. Deshalb verwenden Entwickler Short-Stacks. Sie bestehen aus einer kleineren Zahl von Zellen und bilden zentrale Eigenschaften des späteren Systems ab. „Mit Short-Stacks lassen sich Materialien, Zellkonzepte und Betriebsstrategien gezielt vergleichen“, erklärt Hubner. „Entwickler können bei beherrschbarem Aufwand prüfen, wie sich einzelne Parameter auf Leistung und Alterung auswirken.“
Die Prüfstände von Sonplas erfassen Messgrößen und unterstützen unterschiedliche Szenarien: Leckagetests, dynamische Druckmessungen, Durchflusscharakteristik, elektrische Messungen und Stoffkonzentrationsanalysen. Der Nutzen liegt in der frühen Validierung. Hersteller müssen nicht warten, bis ein kompletter Elektrolyseur im Feld Auffälligkeiten zeigt. Sie erkennen kritische Zusammenhänge bereits im Entwicklungsstadium. Das beschleunigt Entscheidungen und verbessert die technische Absicherung.
Offen für unterschiedliche Technologien
Jede Elektrolyse-Technologie stellt unterschiedliche Anforderungen an Materialien, Medienführung, Temperatur und Messkonzept. Bei der PEM-Elektrolyse etwa spielen hochwertige und teure Materialien eine große Rolle. Für Hersteller stellt sich die zentrale Frage: Wie entsteht eine passende Prüfumgebung ohne starre Standardtechnik? Sonplas antwortet mit modularen Prüfstandskonzepten. Das Unternehmen bietet keine Standardlösung, sondern analysiert die konkrete Aufgabe und stellt die Anlage entsprechend zusammen.
Dieser Ansatz eignet sich für unterschiedliche Leistungsklassen in Kombination mit optionalen Ausbaustufen für Medien, Sicherheit oder Datenerfassung. Sonplas kombiniert die Module flexibel. Damit positioniert sich das Unternehmen nicht nur als Lieferant, sondern als Partner für Entwicklung, Forschung und industrielle Anwendung.
Modulare Lösungen für Forschung und Industrie
„Aktuell zeigen vor allem Forschungseinrichtungen großes Interesse an solchen Prüfständen. Hochschulen und Institute untersuchen neue Materialien, Zellkonzepte und Alterungsmechanismen. Auch Hersteller werden solche Prüfungen künftig stärker im eigenen Haus durchführen“, erläutert Hubner.
Bei Brennstoffzellen erreichen Lebensdauertests bis zu 25.000 Stunden. Bei Elektrolyse-Stacks diskutiert die Branche über deutlich längere Zeiträume. Hinzu kommt ein dynamischer Betrieb: Elektrolyseure laufen nicht gleichmäßig, sondern folgen in der Regel dem Angebot von Wind- und Solarstrom. Deshalb brauchen Anwender Anlagen, die lange Versuchsreihen ermöglichen und belastbare Messdaten liefern.
„Der Markt für Elektrolyse entwickelt sich schnell und nicht geradlinig“, sagt Hubner. Manche Projekte entstehen in großen Industrieunternehmen, andere in Forschungsverbünden oder bei Technologie-Start-ups. Die Anforderungen unterscheiden sich stark. Für einen Betreiber eines Zementwerks hat Sonplas einen Prüfstand individuell zusammengestellt. Bei diesem Projekt geht es um die Umwandlung von Kohlendioxid in Ethylen mithilfe der Elektrolyse. Diese Aufgabe ist anders als die klassische Wasserstoffproduktion, verlangt jedoch ähnliche Grundkompetenzen in Sachen Medienführung, Materialverträglichkeit und sichere Prozessintegration. „Das zeigt, wie breit wir unsere Prüftechnik einsetzen können“, betont Sonplas-Experte Hubner. „Wir begleiten Forschung und Industrie, wenn neue Prozesse aus dem Labor in Richtung Anwendung reifen.“
Vom Prüfstand zum Entwicklungspartner
Sonplas überträgt seine Prüflösungen bei Bedarf auch auf weitere Antriebskonzepte und begleitet Kunden als Entwicklungspartner bei neuen Technologien. „Niemand kennt heute jede künftige Prüfaufgabe. Deshalb braucht die Branche Partner, die offen für neue Problemstellungen bleiben“, resümiert Hubner. Das Prüfkonzept ermöglicht es, Elektrolyse-Stacks besser zu verstehen, Risiken früher zu erkennen und die Grundlage für langlebige Systeme zu schaffen, die grünen Wasserstoff zuverlässig erzeugen.
Prüfstand Elektrolyse-Stacks
