Faserverstärkte Bipolarplatten für Brennstoffzellen

Die Wasserstoff-Brennstoffzelle gilt als einer der technischen Ansätze zur Abkehr von fossilen Energieträgern u.A. im Automobilbereich. Eine Brennstoffzelle besteht auch mehreren Bipolarplatten die aufgrund ihres komplexen Anforderungsprofils entweder aus kostenintensiv beschichtetem Metall oder aus mit Graphit gefüllten Kunststoffen bestehen, sog. Graphit-Polymer-Compounds. Die Vorteile der Compound-Bipolarplatten sind u.A. das Wegfallen der kostenintensiven Beschichtung und die dadurch erhöhte Lebensdauer. Allerdings werden durch den Spritzgussprozess und die geringen mechanischen Eigenschaften des Compounds hierbei hohe Wanddicken erforderlich, die den Bauraum erhöhen und die Leistungsdichte der Brennstoffzelle verringern.

In diesem Projekt soll diese Wandstärke reduziert werden indem – statt Spritzguss – ein Folienextrusionsprozess herangezogen wird und die Compoundfolien mit Kohlenstofffasern verstärkt werden. Hierfür bedarf es eines effizienten und fertigbaren Vertstärkungskonzeptes mit möglichst wenigen effektiv platzierten Fasern und einer umfangreichen Charakterisierung zur Ermittlung des Einflusses der Fasern auf mechanische, elektrische und chemische Eigenschafften der Compoundfolie. Zudem muss ein Fertigungsprozess erarbeitet werden, in dem die Fasern mit dem hochviskosen Compound imprägniert und später zu den Bipolarplatten umgeformt werden.

Das Hauptziel des Projekts ist die Einbringung von Kohlenstofffasern in Compoundfolien zur Steigerung der Leistungsdichte von Wasserstoff-Brennstoffzellen.

• Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH (ZBT)