Billige Brennstoffzellenfahrzeuge kommen einen Schritt näher

Angesichts der Dringlichkeit, alternative Energieformen zu entwickeln, haben PEMFC auf der Basis von Wasserstoff breites Interesse im Verkehrssektor gewonnen. Eine Schlüsselkomponente der PEMFC, die wesentlich zu ihren Kosten und dem Gewicht sowie zum Stapelvolumen beiträgt, ist die Bipolarplatte (BPP). Obwohl diejenigen mit Metallbasis besonders attraktiv sind, ist eine Schutzbeschichtung erforderlich, um Korrosion zu vermeiden und den Grenzflächenkontaktwiderstand gering zu halten.

BPP dienen dazu, den Kraftstoff von oxidierenden Gasen zu trennen, die Reaktionsgase zu den Zellen zu lenken und den Elektronenfluss durch das PEMFC-Stack zu ermöglichen. Im EU-geförderten Projekt "Stable and low cost manufactured bipolar plates for PEM fuel cells" (STAMPEM) verbessern Wissenschaftler bestehende oder entwickeln neue Beschichtungsmaterialien für BPP aus Low-Cost-Metallen.

Die Wissenschaftler arbeiten an verschiedenen Materialien und Konzepten, um eine kostengünstige Hochleistungs-BPP zu schaffen, die sowohl technische und wirtschaftliche Anforderungen erfüllt. Metallnitride, leitfähige Polymere und Kohlenstoff-Komposite werden entwickelt und getestet.

STAMPEM untersucht und entwickelt neue Techniken für eine gute Haftung und einen niedrigen Kontaktwiderstand zwischen dem BPP-Metallsubstrat und der Beschichtung. Die Projektmitglieder testen die Beschichtungen zunächst ex situ in einem elektrochemischen Aufbau mit drei Elektroden. Da das Material vielversprechend ist, werden sie weiteren Untersuchung zu ihrer Eignung in einer realen Brennstoffzelle mit in-situ-Techniken. Strukturierte Metallplatten werden beschichtet und in einer kleinen Testzelle, wo beschleunigte Stresstests die Plattenmaterialien abbauen, platziert.

Bisher haben beschleunigte Stresstests der BPP in Brennstoffzellen Beschichtungen mit vergleichbaren Eigenschaften wie goldbeschichteter Edelstahl, der als Bezugspunkt dient, offenbart. Die Arbeiten an der BPP-Herstellung und -Verarbeitung schreiten voran, wobei Substratvorbehandlung Beschichtungstechniken und der Stanzprozess als die wichtigsten Aspekte gelten.

STAMPEM erleichtert die Durchführung des Europäischen Strategieplans für Energietechnologie (SET-Plan), hilft bei der Entwicklung geeigneter Technologien für Wasserstoff- und Brennstoffzellenfahrzeuge zu vermarkten zu entwickeln. Neben der Automobilindustrie können die Projektergebnisse auch positive Auswirkungen auf die stationäre Stromerzeugung haben.