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

18948 N

Forschungsstelle 1: Technische Universität Braunschweig, Institut für Füge- und Schweißtechnik (ifs),   Braunschweig  
Projektleiter 1: Dipl.-Chem. E. Stammen  
Forschungsstelle 2: Zentrum für Brennstoffzellentechnik GmbH ZBT, Duisburg  
Projektleiter 2: Dipl.-Ing. S. Brokamp  
Laufzeit: 01.12.2015 - 30.11.2017  

Innerhalb dieses Projektes wird an der Optimierung einzelnen Brennstoffzellen sowie der Stackproduktion geforscht. Die aktivseitige Klebung der graphitischen Bipolarplatte (BPP) mit der katalytischen Membran-Elektroden-Einheit (MEA) ermöglicht einen durchgängig automatisierten Fertigungsprozess für einen Brennstoffzellenstack. Dazu werden die Bipolarplatte und die MEA für einen klebtechnischen Einsatz geometrisch wie auch oberflächenenergetisch optimiert.

Die Oberfläche der MEA birgt mit ihrer teflonisierten Struktur eine Herausforderung für die Klebtechnik. Sowohl einkomponentige, warmhärtende Epoxidharzklebstoffe, als auch Polyolefine werden für den Einsatz im Verbund von BPP mit MEA entwickelt und getestet. Dafür müssen sie den chemischen sowie mechanischen Anforderungen, die innerhalb der Brennstoffzelle auftreten, genügen. Neben dieser Hauptklebung müssen auch alle anderen, auf 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 günstiger herstellen. Neben der reinen Brennstoffzelle können die Ergebnisse des Projektes auch auf Paralleltechnologien übertragen werden.

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 18948 N der Forschungsvereinigung DECHEMA, Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde 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.
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