A-CELL - Hochtemperatur-Membran-Elektrodeneinheiten für Brennstoffzellenfahrzeuge

Projekt: Foschungsprojekt

Beschreibung

Das Projekt gliedert sich in zwei Teile, welche schlussendlich eine Anfertigung einer Hochtemperatur-Membran-Elektrodeneinheit für Niedertemperaturbrennstoffzellen für Fahrzeuge ermöglichen wird. Ein Forschungsschwerpunkt beschäftigt sich mit der Entwicklung und Modifikation der Hochtemperatur-Membran für den Einsatz in Brennstoffzellen. Es werden Konzepte mit keramischen Festkörpern in Membranen ebenso untersucht, wie neuartige Methoden zur Herstellung der Leitfähigkeit in nichtionenleitenden Polymermembranen. Dazu kommen Ionische Flüssigkeiten zum Einsatz, welche erst seit Kurzem synthetisierbar sind. Ziel ist es, zusätzlich zur Dotierung einer Polymermembran mit keramischer Trägermatrix mit Ionischen Flüssigkeiten auch die Entwicklung einer selbstauspolymerisierenden Ionischen Flüssigkeit durchzuführen. Der zweite Forschungsschwerpunkt liegt in der Entwicklung von Elektroden mit neuartigen Kohlenstofffasern, welche katalysiert auf die Hochtemperaturmembranen aufgebracht werden um eine MEE (Membran-Elektroden-Einheit) herzustellen. Hierbei liegt das Augenmerk auf einer schonenden und haftfähigen Katalysierung der Fasern, dem sog. Metalloxid Konzept. Dadurch lässt sich der Verbrauch an Katalysatormaterial wesentlich reduzieren, was einerseits die Kosten der Fertigung reduziert und andererseits Migrationseffekte bei höheren Temperaturen im Betrieb der Brennstoffzelle verhindern soll, der einen wesentlichen Einfluss auf die Lebensdauer einer MEE hat. Prinzipiell sind die Vorteile der gefertigten HT-MEE darin zu sehen, dass diese eine weitgehend befeuchtungsunabhängige Leistung zeigt, der Wärmehaushalt sich im mobilen Bereich wesentlich einfacher gestaltet, sich die CO-Toleranz wesentlich günstiger darstellt und auch die Reaktionskinetik bei höheren Temperaturen steigt. Aus diesem Grund gibt es weltweit Bemühungen um Hochtemperaturmembranen für den automotiven Einsatz zu entwickeln, zum Unterschied zu diesen Bestrebungen, werden in diesem Projekt neue Ansätze mit Ionischen Flüssigkeiten und keramischen Trägern für die Membran verfolgt und für die Elektroden neue Kohlenstofffasern eingesetzt.
StatusAbschlussdatum
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/01/0531/12/06