Der Schwerlastsektor steht vor enormen Herausforderungen beim Übergang zu nachhaltigeren Energielösungen. Brennstoffzellen spielen dabei eine Schlüsselrolle, denn sie bieten eine nachhaltige Alternative zu fossilen Brennstoffen. Allerdings gibt es noch Hürden in Bezug auf Herstellbarkeit und Langlebigkeit, die überwunden werden müssen. Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM) Brennstoffzellen sind aufgrund ihrer Effizienz besonders beliebt und die Bipolarplatten innerhalb dieser Zellen sind entscheidend für Verbesserungen.
Graphitplatten, trotz ihrer Langlebigkeit, sind dick und beeinträchtigen die Leistungsdichte, während metallische Platten zwar dünner, aber anfällig für Korrosion in der feuchten und sauren Umgebung einer Brennstoffzelle sind. Um die Vorteile beider Materialien zu vereinen, hat das Fraunhofer UMSICHT eine innovative Methode für die Herstellung von Graphit-Polymer-Verbundwerkstoffen entwickelt, die großtechnisch für PEM-Brennstoffzellen umsetzbar ist.
Das von öffentlichen Mitteln unterstützte Projekt „BiFoilStack“ konzentriert sich auf neuartige, verbundfolienbasierte Zell- und Stapeldesigns, die eine verbesserte Haltbarkeit und niedrigere Produktionskosten versprechen, ohne die Effizienz und Leistungsdichte zu beeinträchtigen. Diese Technologie ermöglicht es, die Korrosion zu minimieren und die mechanische und chemische Belastung der Membran-Elektroden-Einheit (MEA) zu reduzieren.
Neue Stack-Konzepte und Montageansätze, die diese Verbundfolien nutzen, erhöhen die Gesamtleistungsdichte der Systeme erheblich und machen sie zu einer vielversprechenden Lösung für den Schwerlastverkehr. Bei der Gestaltung der Zellen liegt der Fokus auf einem effizienten Strömungsfeld für Wasserstoff, Luft und Kühlmittel, um die elektrochemischen Reaktionen zu optimieren und die Bildung von flüssigem Wasser zu minimieren.
Durch den innovativen Einsatz von Graphit-Polymer-Verbundwerkstoffen und optimierten Strömungsfeldern demonstriert das BiFoilStack-Projekt, wie technologische Fortschritte die Brennstoffzellentechnologie für den Schwerlastsektor revolutionieren können.
Weitere Informationen zu diesem Thema, sind im FEV SPECTRUM, Ausgabe 76 zu finden. Diese und alle weiteren Ausgaben des FEV SPECTRUM sind kostenlos zum Download verfügbar.
