Brennstoffzellen-Produktion

PEM erzielt Forschungserfolg

12. Juli 2022, 13:59 Uhr | Kathrin Veigel
PEM RWTH Brennstoffzellen Forschung
Am PEM-Lehrstuhl konnten Wissenschaftler einen Durchbruch bei der Forschung an der Beschichtung von Brennstoffzellen-Membranen erzielen.
© Thyssenkrupp Automation Engineering

Der RWTH-Lehrstuhl PEM hat im Projekt FCPP einen Meilenstein erreicht: Auf dem Weg zu einem neuen Beschichtungskonzept für Brennstoffzellen-Membranen konnten die Forscher eine 5-lagige Membran-Elektroden-Einheit herstellen. Dabei handelt es sich um die leistungsbestimmende Komponente solcher Zellen.

Im Forschungsprojekt »Fuel Cell Performance Production« (FCPP) gehen Partner aus Industrie und Wissenschaft der Frage nach, wie sich die Brennstoffzellen-Membran – um ein Vielfaches dünner als ein menschliches Haar – kontinuierlich, ökologisch und vor allem kostengünstig beschichten lässt.

»Übergeordnetes Ziel ist es, einen kompletten Brennstoffzellen-Stack zu produzieren, der auf Basis des neuen Beschichtungsverfahrens den Anforderungen der Industrie gerecht wird«, sagt Sebastian Hagedorn, Leiter der PEM-Forschungsgruppe Fuel Cell. Dafür wurde im Elektromobilitätslabor eLab der RWTH Aachen jetzt die Herstellung von Membran-Elektroden-Einheiten eingeläutet – wobei die Forscher zunächst die zugrundeliegenden Materialien und den Umgang mit ihnen besser kennenlernen wollen, um den Produktionsprozess am Ende sicher zu beherrschen.

Produktion von mehr als 1.600 Hochleistungs-MEA im Blick

»Bislang hat sich beispielsweise das Fügen einer beschichteten Membran mit deren Randverstärkung als große Herausforderung erwiesen, da sich die Komponente wegen ihrer Berührungs- und Feuchteempfindlichkeit schon bei kurzem Kontakt mit der Umgebungsluft wellen kann, was die weitere Verarbeitung extrem erschwert«, erläutert PEM-Gründer und Lehrstuhlleiter Professor Achim Kampker.

Ein Team von RWTH-Studierenden arbeitet deshalb an einem Vakuumverfahren, mit dem sich das problematische Handling der Membran beschädigungsfrei und positionsgenau realisieren lassen soll. Der Erkenntnisgewinn soll bis zum Projektende im Jahr 2025 dazu führen, dass die PEM-Forscher mehr als 1.600 Hochleistungs-Membran-Elektroden-Einheit (MEA) produzieren können.

Anwendung im Nutzfahrzeug- und Schwerlastbereich denkbar

Diese Komponenten könnten vor allem in Verkehrsmitteln des Nutzfahrzeug- und Schwerlastbereichs zum Einsatz kommen: Während rein batterieelektrische Fahrzeuge vor allem im individuellen Personenverkehr Verwendung finden, gilt die Brennstoffzelle in denjenigen Segmenten als vielversprechend, in denen die Batterie zu schwer und zu groß ausfällt – etwa in Zügen und Flugzeugen, Bussen und Lkw.


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