AiF-FV-Nummer 16041 N

Material- und Verfahrensentwicklung für eine kostengünstige Herstellung von Hochtemperatur-Bipolarplatten zum Einsatz in PEM-Brennstoffzellen


Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.04.2009 bis 31.12.2011

Forschungsstellen

Zusammenfassung

Im Rahmen des Projektes Verfahren zur spritzgießtechnischen Herstellung von HT-BPP wurde die Herstellung von Bipolarplatten für Hochtemperatur- Proton Exchange Membrane- Brennstoffzellen (HT-PEM-BZ) in einem massenproduktionstauglichen Spritzgießverfahren realisiert. Für die erfolgreiche Projektumsetzung sind umfangreiche Materialuntersuchungen durchgeführt worden, verschiedenste potentiell geeignete Füllstoffe und Matrixwerkstoffe wurden auf Ihre Wirkung untersucht und eingestuft. Daraus folgend konnte ein spezifisches Compound für den Einsatz in der Brennstoffzelle entwickelt werden, welches massenproduktionstauglich herstell- und verarbeitbar ist. Des Weiteren wurden die Materialeigenschaften des entwickelten Compounds ermittelt und für die Spritzgießsimulation aufbereitet. Es wurden umfangreiche Simulationsreihen durchgeführt, die Simulationsdaten mit Messdaten aus experimentellen Versuchen abgeglichen, bewertet und sukzessive optimiert. Die Ergebnisse aus der Simulation sind mit in die Konstruktion eines Spritzgießwerkzeugs zur Herstellung von Bipolarplatten eingeflossen, welches im Rahmen des Projektes beschafft wurde. Im Rahmen einiger Versuchsreihen wurde der Einfluss der Prozess- und Maschineneinstellparameter beim Spritzgießen auf ausgewählte Platteneigenschaften untersucht. Die Untersuchungen wurden sowohl an unstrukturierten Probekörpern als auch an der realen Bipolarplattengeometrie durchgeführt. Das entwickelte Material konnte in einem Brennstoffzellenstack assembliert und in einer Teststandsumgebung, auch über längere Zeiträume, erfolgreich eingesetzt werden. Das Ziel des Vorhabens wurde vollständig erreicht.

Förderhinweis

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

Dokumente