AiF-FV-Nummer 17296 N

Ein neuartiges Stackkonzept für PEM-Brennstoffzellen zur Erhöhung der Leistungsdichte und zur Vereinfachung der kosteneffizienten Massenproduktion

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.09.2012 bis 29.02.2016

Forschungsstellen

Zusammenfassung

Die Brennstoffzellentechnologie wird als Alternative für Anwendungen der mobilen oder dezentralen Stromversorgung gesehen. Zur breiten Markteinführung sind noch Hindernisse zu überwinden. Neben der Frage der Brennstoffversorgung und der Langzeitstabilität betrifft dies die Leistungsdichte der Brennstoffzelle und die kosteneffiziente und qualitätsgesicherte Massenproduzierbarkeit. Im vorliegenden Projekt wird ein Brennstoffzellenstack entwickelt, der durch die konzeptionelle Änderung der Gasverteilung im Stack dessen Leistungsdichte gegenüber herkömmlichen Bauweisen um bis zu 60% erhöht. Dieser Vorteil wird durch rein strukturelle Änderungen des Stackaufbaus erzielt. Die weiteren Komponenten einer Brennstoffzelle werden nicht verändert, sondern entsprechend des aktuellen Stands des Wissens verwendet. In traditionellen Stacks werden die einzelnen Komponenten entsprechend der Anzahl Zellen zwischen Endplatten gestapelt. Gelingt es, mit einem Flowfield zwei Zellen zu versorgen, übernimmt die Membran gleichzeitig die Trennung der Zellen. Vergleicht man die Bauhöhe eines solchen neuartigen Stacks mit der eines herkömmlichen, ergibt sich eine Bauhöhenreduktion von bis zu 60%. Die Flowfieldplatten müssen dabei die Einzelzellen elektrisch isolieren. Durch zusätzlich eingebrachte Stromabnehmer, werden die Zellen in der elektrisch richtigen Reihenfolge verbunden. Die Flowfieldplatten und Stromabnehmer des projektierten Brennstoffzellenstacks sind zu beiden Seiten hin offen und können aus Platten oder Folien entsprechender Dicke durch Stanzen, Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden hergestellt werden. Eine dreidimensionale Formgebung ist nicht notwendig. Für die projektierte Brennstoffzelle sind keinerlei neuartige Fertigungstechniken notwendig. Die Produktion kann einfach und kostengünstig mit bestehenden Verfahren durchgeführt werden. Ziel dieses Projektes ist der Aufbau eines Funktionsmusters des neuartigen Stackkonzepts auf Basis der Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzelle.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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