IGF 18948 N

Kleben der aktiven Bipolarplattenseite zur vollständigen und wirtschaftlicheren Montage graphitischer Brennstoffzellenstacks – Fuel Cell Fully Bonded

Arbeitsgruppe: Kleben und Mechanisches Fügen

 

Forschungsstelle 1:       Technische Universität Braunschweig
Institut für Füge- und Schweißtechnik (ifs)
Kleben und Mechanisches Fügen

Projektleiter: Dipl.-Chem. E. Stammen

 

Forschungsstelle 2:       Zentrum für Brennstoffzellentechnik GmbH ZBT
Brennstoffzellen- und Systemtechnik, Stackentwicklung

Projektleiter: Dipl.-Ing. S. Brokamp

 

Projektträger IGF 18155 N

Laufzeit: 01.12.2015 - 30.11.2017

Beschreibung

Innerhalb des Projektes wird an der Optimierung einzelner Niedertemperatur-Protonen-Austausch-membran (NT-PEM) Brennstoffzellen sowie der Stackproduktion geforscht. Die aktivseitige Klebung der graphitischen Bipolarhalbplatte (BPHP) mit der katalytischen Membran-Elektroden-Einheit (MEA) ermöglicht einen durchgängig automatisierten Fertigungsprozess für den Brennstoffzellenstack. Dazu werden die Bipolarhalbplatte und die MEA für die Klebung oberflächenenergetisch optimiert.

 

Die Oberfläche der MEA birgt mit ihrer teilweise PTFE-benetzten Struktur eine Herausforderung für die Klebtechnik. Sowohl einkomponentige, warmhärtende Epoxidharzklebstoffe als auch Polyolefine werden für den Einsatz im Verbund von BPHP mit MEA entwickelt und getestet. Dafür müssen sie den chemischen sowie mechanischen Anforderungen, die innerhalb der Brennstoffzelle auftreten, genügen. Neben der Hauptklebung müssen alle anderen, auf mechanischen Anpressdruck beruhenden, Dicht- und Kontaktierungsfälle klebtechnisch realisiert werden

.

Ziele des Projektes sind die Entwicklung eines chemisch beständigen, elektrisch leitfähigen Klebstoffs

sowie der Aufbau eines vollständig geklebten und ohne Anpressdruck funktionstüchtigen Demonstrators. Die Produktion von Brennstoffzellen und die Assemblierung zu Stacks erfolgt überwiegend durch kleine und mittelständische Unternehmen. Mit der vollautomatischen klebtechnischen Fertigung können leistungsoptimierte Brennstoffzellenstacks leichter und kompakter gebaut werden, wodurch deren Leistungsdichte steigt. Einzelne NT-PEM Brennstoffzellen lassen sich im Vergleich zu herkömmlichen Produktionenmethoden ressourcenschonender, umweltfreundlicher und somit kostengünstiger herstellen. Neben der reinen Brennstoffzelle können die Ergebnisse des Projektes auch auf Paralleltechnologien übertragen werden.

Förderhinweis

Das IGF-Vorhaben 18948 N der Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e.V. des DVS, Aachener Straße 172, 40223 Düsseldorf wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Ansprechpartner

Dipl.-Chem. Elisabeth Stammen Elisabeth Stammen
Dipl.-Chem.

+49 241 963 2706
e.stammen@tu-braunschweig.de

ifs - Report

Institutsbroschüre

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