BiFoilStack

  Darstellung des Produktionsprozesses von Bipolarfolien aus Compound-Material. Urheberrecht: © FEV

Wesentliche Hemmnisse für den breiten Einsatz von PEM-Brennstoffzellen im automobilen Antriebsstrang sind die derzeit noch hohen System- und Stackkosten sowie deren kurze Lebensdauer.

Das Kernziel des Projekts "BiFoilStack" ist die Entwicklung von maßgeschneiderten Stackkonzepten für Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellen für die Zielanwendung "Nutzfahrzeug" auf der Basis neuartiger Compound-Bipolarfolien. Die thermoplastischen Bipolarfolien mit bis zu 90 % Kohlenstoff weisen eine hohe elektrische Leitfähigkeit und einen geringen Übergangswiderstand auf, lassen sich exakt an spezifische Anforderungsprofile anpassen und können auch mit gleichartigen Fügepartnern verschweißt werden. Dies eröffnet völlig neue Gestaltungsmöglichkeiten und damit innovative Ansätze für neue Stack-Konzepte.

Das TME ist verantwortlich für das Teilprojekt "Elektrochemische Charakterisierung und Evaluierung neuartiger Brennstoffzellenstapel auf Basis bipolarer Verbundfolien". Dies bedeutet die detaillierte elektrochemische Charakterisierung mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie sowie die Charakterisierung hinsichtlich der Leistungsfähigkeit der entwickelten Stacks einschließlich der Messung der Polarisationskurven und der Stromdichteverteilung. Ein weiteres zentrales Ziel ist die Untersuchung der Lebensdauer der neuartigen Stacks. Dazu werden beschleunigte Belastungstests (engl. Accelerated Stress Tests, AST) entwickelt, die den Lebensdaueranforderungen der Zielanwendung "Nutzfahrzeug" entsprechen. Die Stacks werden auf dem Prüfstand diesen ASTs unterzogen, um ihre Lebensdauer im Betrieb nachzuweisen.

Das abschließende Ziel ist es, die zuvor gewonnenen Ergebnisse zusammenzufassen und durch weitere Key Performance Indicators (KPIs) zu ergänzen. Die KPIs sollen einen Vergleich mit konventionellen metallischen Bipolarplatten nach dem Stand der Technik ermöglichen.

Titel

Entwicklung von Stack-Designs für NT-PEM-Brennstoffzellen mit neuartigen Compund-Bipolarplatten

Kurzbezeichnung BiFoilStack
Förderung

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Laufzeit

12/2021 – 11/2024