Die IFAC AAC 2025, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster, die in Eindhoven (Niederlande) stattfand, brachte führende Wissenschaftler_innen, Ingenieur_innen und Industrievertreter_innen aus der ganzen Welt zusammen. Das Symposium ist bekannt für seine wissenschaftliche Exzellenz und hohe industrielle Relevanz und gilt als zentrale Plattform zur Mitgestaltung der Zukunft von Automatisierung, Fahrzeugregelung und Mobilitätstechnologien.

Johanna Bartlechners prämierter Beitrag mit dem Titel „Health-conscious MPC for PEM fuel cells considering main degradation mechanisms of cathode catalyst“ überzeugte durch seinen innovativen Ansatz zur Regelung von Brennstoffzellensystemen – einem Forschungsfeld mit großer Relevanz für die Mobilität der Zukunft. Die Arbeit entstand in enger Zusammenarbeit mit dem Industriepartner AVL List GmbH und weist damit eine hohe Praxisnähe auf. Im Zentrum steht die Entwicklung von Regelungsstrategien und Soft-Sensoren, die die Lebensdauer von Brennstoffzellensystemen unter dynamischen Betriebsbedingungen gezielt verlängern.

Brennstoffzellenregelung und Degradationsvermeidung

PEM-Brennstoffzellen gelten als Schlüsseltechnologie für saubere Elektrofahrzeuge – insbesondere im Schwerlast- und Langstreckenbereich. Ihre begrenzte Haltbarkeit bei realitätsnaher Nutzung bleibt jedoch eine zentrale Herausforderung. Johanna Bartlechner entwickelte ein Model Predictive Control (MPC)-Framework, das physikalisch motivierte Degradationsmechanismen systematisch in die Regelstrategie einbindet. Dadurch wird ein optimaler Kompromiss zwischen Effizienz, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer erreicht. Ein wichtiger methodischer Baustein ist ein neuartiger Zustandsbeobachter, der mithilfe von Modellen und Sensordaten in Echtzeit den Zustand kritischer Komponenten im Brennstoffzellensystem schätzt – ein bedeutender Fortschritt für Forschung und Industrie.

Forschung im starken Team

Johanna Bartlechner forscht im Team am Institut für Mechanik und Mechatronik der TU Wien, das sich auf fortschrittliche Regelungskonzepte für emissionsfreie Antriebssysteme spezialisiert hat. Die von Professor Stefan Jakubek und Professor Christoph Hametner geleitete Gruppe verfolgt einen systemischen und praxisorientierten Ansatz auf allen Ebenen der Regelung. „Diese Auszeichnung ist eine hochverdiente Anerkennung für Johannas herausragende Arbeit“, sagte Prof. Stefan Jakubek. „Ihre Forschung ist nicht nur wissenschaftlich exzellent, sondern adressiert auch zentrale praktische Herausforderungen auf dem Weg zu einer sauberen und effizienten Mobilität.“

Gefördert durch Frauenstelle der Fakultät

Die Forschung von Johanna Bartlechner wurde finanziell durch eine sogenannte Frauenstelle der Fakultät für Maschinenwesen und Betriebswissenschaften unterstützt. Diese Fördermaßnahme ist Teil einer gezielten Initiative zur Stärkung junger talentierter Nachwuchswissenschaftlerinnen und leistet einen wichtigen Beitrag zur Gleichstellung und Sichtbarkeit von Frauen in der Technik und Forschung.

Weitere Infos

• Forschungsschwerpunkt Brennstoffzellen
• Bartlechner, Johanna, Martin Vrlić, Christoph Hametner, and Stefan Jakubek. "State-of-Health observer for PEM fuel cells—A novel approach for real-time online analysis." International Journal of Hydrogen Energy" (2024)
• Bartlechner, Johanna, Christoph Hametner, and Stefan Jakubek. “Health-conscious MPC for PEM fuel cells considering main degradation mechanisms of cathode catalyst.” Proceedings of the 11th IFAC Symposium on Advances in Automotive Control, Eindhoven, Netherlands (2025)