Dr. Thorsten Derieth, als stellvertretender Abteilungsleiter "Brennstoffzellen- und Systemtechnik" insbesondere für die Stack- und Compoundtechnik am ZBT zuständig", wurde im Mai 2014 mit dem Innovationspreis 2013 des Deutschen Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verbandes (DWV) ausgezeichnet. Mit seiner Dissertation "Erweiterte Betrachtung des Perkolationsverhaltens elektrisch leitfähiger Compounds für Bipolarplatten in PEM-Brennstoffzellen" hat Herr Derieth wesentliche Beiträge für die Kostensenkung von Brennstoffzellenstapeln geleistet.
Dr. Thorsten Derieth wurde 1972 in Kleve am Niederrhein geboren, machte eine Ausbildung zum Chemielaboranten und studierte danach Chemie an der Hochschule Duisburg-Essen. 2003 erwarb er sein Diplom; in der Arbeit dazu beschäftigte er sich auch schon mit den Eigenschaften von Bipolarplatten aus gefüllten Polymeren. Derzeit ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Zentrum für BrennstoffzellenTechnik, ZBT GmbH in Duisburg, wo er ab 2009 die hier besprochene Dissertation anfertigte.
In der Regel ist eine "Brennstoffzelle" in Wirklichkeit ein Stapel ("Stack") von in Serie geschalteten einzelnen Brennstoffzellen. Eines der wichtigsten Wiederholelemente darin ist die Bipolarplatte, die aus einem elektrisch gut leitenden, korrosionsstabilen Material bestehen muss. Um die ambitionierten Kostenziele zu erreichen, müssen die Platten in einem Massenproduktionsverfahren herstellbar sein. Metallische Bipolarplatten sind gut leitfähig und verarbeitbar, jedoch korrosionsanfällig. Polymere sind chemisch stabiler, jedoch meist elektrische Isolatoren. Darum fügt man elektrisch leitfähige Füllstoffe hinzu. Oft handelt es sich dabei um Grafit. Solche Verbundwerkstoffe können in den industriell üblichen Verfahren für Serienfertigung verarbeitet werden.
Thorsten Derieth untersuchte in seiner Dissertation die Herstellung und Verarbeitung von mit Kohlenstoff hochgefüllten Polymeren durch Extrusion und Spritzguss, und zwar von der Materialauswahl bis zur Optimierung der beiden Prozesse. Durch die Verfahrenskombination wird es möglich, chemisch stabile Materialien in großer Stückzahl auch mit der erforderlichen komplexen Struktur einer Bipolarplatte herzustellen. Im Mittelpunkt der Arbeit standen dabei extrem hoch gefüllte Kunststoffe mit einem Kohlenstoffanteil über 80%. Die elektrische Leitfähigkeit des Werkstoffs und auch seine mechanischen Eigenschaften sind Funktionen des Füllgrads.
Dabei fand er u. a. einen Zusammenhang, der es erlaubt, den maximalen Füllgrad zu bestimmen. Dieser hängt nur gering von der Beschaffenheit des Grafits ab. Daher kann man ohne Verlust an elektrischer Funktionalität für hochgefüllte Polymere Grafit-Sorten verwenden, die sich besser verarbeiten lassen und darüber hinaus erheblich kostengünstiger zu beziehen sind. ln Zahlen ausgedrückt konnten der Massendurchsatz beim Compoundieren am Doppelschneckenextruder in Abhängigkeit von der Grafit-Sorte um den Faktor 10 gesteigert und die Bezugskosten um den Faktor 2 bis 3 reduziert werden. Auf dem Weg zur kostengünstigen Serienfertigung von Brennstoffzellen stellen solche Veränderungen einen enormen Fortschritt dar.
Mit dem "Innovationspreis für Wasserstoff und Brennstoffzelle" will der DWV die Forschung zu diesen Technologien sowie deren Anwendung und Konsequenzen aus technischer sowie natur-, geistes- und sozialwissenschaftlicher Sichtweise fördern. Die Auszeichnung wird jährlich an drei Nachwuchswissenschaftler in den in den Kategorien Dissertation, Master- und Bachelorarbeit vergeben. Neben Derieth wurden bei der jüngsten Preisverleihung auch Julian Brüsselmann (Oldenburg; Bachelorarbeit) und Ingo Franke (Bad Kreuznach; Masterarbeit) ausgezeichnet. Dotiert ist der Preis mit je 1000 Euro.
