The hydrogen and
fuel cell center
ZBT GmbH

Komponenten für Brennstoffzellenstacks

Entwicklung, Herstellung und Qualifizierung

Brennstoffzellenstacks bestehen aus einer unterschiedlichen Zahl von einzelnen Brennstoffzellen, die wiederum aus zahlreichen Einzelkomponenten hergestellt werden. Zu diesen Komponenten gehören insbesondere die Bipolarplatten, die Membran-Elektrodeneinheiten und Dichtungen.

Bereits vor der Gründung des ZBT wurde am Lehrstuhl für Energietechnik der Duisburger Universität die Grundlage für die Entwicklung sogenannter Compound-Bipolarplatten gelegt. Zunächst im Heißpressverfahren und inzwischen im Spritzgießverfahren werden am ZBT solche Bipolarplatten für Brennstoffzellen hergestellt und weiter entwickelt. Hinsichtlich der dazu benötigten hochgefüllten und elektrisch und thermisch hochleitfähigen Compounds wurden Alleinstellungsmerkmale sowohl bei den Materialien erarbeitet als auch innovative Herstellprozesse für Bipolarplatten und hier insbesondere die Serienherstellung mittels Spritzgießen verfolgt. Inzwischen wurde das Arbeitsfeld aber auch auf metallische Bipolarplatten erweitert und zusammen mit Partnern die Konstruktion und Korrosionsstabilisierung der Platten sowie ihre Integration in Brennstoffzellenstacks erarbeitet.

Im Rahmen dieser Entwicklungsprozesse wurde eine umfangreiche Expertise in der Qualifizierung von Materialien und Bipolarplatten erarbeitet, die heute der Industrie als Dienstleistung angeboten wird.

Inzwischen wurde am ZBT aber auch der Themenbereich der Entwicklung und Charakterisierung von Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) und ihrer Teilkomponenten aufgenommen. Sowohl die Entwicklung von Elektrokatalysatoren als auch die Herstellung von Gasdidffusionselektroden und MEAs werden hier in verschiedenen Projekten verfolgt. Besonderes Augenmerk ist auf die Brennstoffzellenelektroden zu legen, an denen die stromliefernden Reaktionen, nämlich Oxidation von Wasserstoff an der Anode und Reduktion von Sauerstoff an der Kathode, erfolgen. Die Entwicklung von Elektroden mit reduziertem Platingehalt, stabiler elektrochemisch aktiver Oberflächen der Katalysatorschichten und guter Anbindung sowohl an den Elektrolyten als auch an die Gasphase sind ein Beitrag für die breite Einführung von Brennstoffzellen als alternative Stromerzeuger.

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