Bereich Industrielle Gemeinschaftsforschung

Projektliste mit Publikationen

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Entwicklung und Bau eines Polymermembran-Brennstoffzellen-Stacks und eines Direktmethanol-Brennstoffzellen-Stacks unter Verwendung von neuartigen protonenleitenden Mitteltemperatur-Membranen

AiF-FV Nummer: 16594

Laufzeit:

01.09.2010 - 31.08.2013

Forschungsstellen:

  • Universität Duisburg-Essen Fak 5, Abt. Maschinenbau Professur Energietechnik
    Lotharstr. 1, 47057 Duisburg
    www.uni-duisburg.de/FB7/FG02/home.htm

  • Zentrum für Brennstoffzellen gGmbH
    Carl-Benz-Str. 201, 47057 Duisburg
    www.zbt-duisburg.de/

  • Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg Geschäftsbereich 3
    Helmholzstr. 8, 89081 Ulm
    www.zsw-bw.de

  • DECHEMA e. V. Karl-Winnacker-Institut
    Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main
    kwi.dechema.de

Zusammenfassung:

Zur Erschließung des Mitteltemperaturbereichs (100-150°C) der Brennstoffzellenanwendung werden Beschichtungsverfahren und Schichtrezepturen zur Herstellung von Elektroden- und Rückschichten für Mitteltemperatur-Membran-Brennstoffzellen entwickelt. Der Schwerpunkt der Aufgaben dieses Vorhabens ist die Entwicklung von Elektrodenschichten sowie Deckschichten der Gas-Diffusions-Lagen (GDLs), der Entwicklung der erforderlichen Rezepturen und der Evaluierung und Adaption unterschiedlicher Verfahren zur Beschichtung. Die an TP3 beteiligten Forschungsstellen verfügen mit Ausnahme von ZBT und FEM über langjährige spezifische Erfahrungen mit der Beschichtung zur Elektrodenherstellung. So werden herkömmliche Beschichtungsverfahren zur Elektrodenherstellung wie das Sprühverfahren und der Siebdruck, aber auch neue Verfahren wie die elektrische Abscheidung und das Sputtern untersucht. Rückschichtenmodifizierungen können durch eine Plasmabehandlung gezielt durchgeführt werden. Elektrochemische Charakterisierungen und XRD-Analysen der Schichten werden systematisch vorgenommen. Der Betrieb mit den unterschiedlichen Brennstoffen Methanol, Wasserstoff und Reformat wird dokumentiert. Speziell die Vorgänge in Elektroden- und Mikroporenrückschichten werden untersucht und die Erkenntnisse auf die Schichtrezepturen und die Schichtherstellung übertragen. Darüber hinaus werden in diesem Teilprojekt die Vor- und Nachteile der verschiedenen Beschichtungsverfahren für die Herstellung der Schichten der unterschiedlichen BZ-Anwendungen im Mitteltemperaturbereich untersucht. Dabei werden die Beschichtungsverfahren, die Anwendungen und die Wege der Herstellung der 5-Lagen-Membran-Elektroden-Einheiten gegenübergestellt. Die Möglichkeit der industriellen Umsetzung der unterschiedlichen Forschungsansätze wird geprüft. Insbesondere wird das Potential der Skalierbarkeit der Verfahren anhand der Anzahl der Verfahrensschritte und der geforderten Qualität und Reproduzierbarkeit gemessen.

Förderhinweis:

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wurde 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.

Abschlussbericht:

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