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BePPel - Bipolarplatten für Brennstoffzellen und Elektrolyseure

Messzelle
© Fraunhofer ICT

Messzelle

Korrosionsmessungen verschiedener graphitischer Bipolarplatten
© Fraunhofer ICT

Korrosionsmessungen verschiedener graphitischer Bipolarplatten

Messungen der Stromverteilung in graphitischen Bipolarplatten in Abhängigkeit der Gesamtstromdichte (Mitte) und des Anpressdrucks (Rechts)
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Messungen der Stromverteilung in graphitischen Bipolarplatten in Abhängigkeit der Gesamtstromdichte (Mitte) und des Anpressdrucks (Rechts)

Bipolarplatten sind ein wichtiger Bestandteil von Energiespeicher- und Wandlersystemem (wie Brennstoffzellen und Elektrolyseuren), da sie für Stabilität in Zellenstapeln sorgen und den elektrischen Kontakt der einzelnen Zellen darstellen und gleichzeitig die Medienversorgung abgrenzen. Das Gesamtziel dieses Vorhabens ist die Definition und Standardisierung von Messvorschriften zur physikalischen Charakterisierung von metallischen und graphitischen Bipolarplatten, um Endanwendern eine leichtere Prüfung der Qualität der Materialien zu ermöglichen. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Messung der elektrischen Leitfähigkeiten innerhalb der Probe (in-plane) und senkrecht zur Probe (through-plane), sowie der Kontaktwiderstände.

Am Fraunhofer ICT werden in den Abteilungen Angewandte Elektrochemie und Polymer Engineering Messungen und Versuche an Bipolarplatten und deren Ausgangsmaterialien durchgeführt.

In der Angewandten Elektrochemie stehen neben Korrosionsmessungen in verschiedenen Elektrolyten vor allem Messungen zur In-plane und through-plane Leitfähigkeit im Vordergrund.

Je größer die entsprechenden Zellen später sind, desto wichtiger ist es, lokal sehr große oder kleine Ströme innerhalb der Platte auszugleichen. Um dies an Materialproben zu untersuchen wird in der Angewandten Elektrochemie außerdem eine neue Messzelle entwickelt, die mit einer segmentierten Beaufschlagung mit verschiedenen Strömen arbeitet und die entsprechende Stromverteilung auch segmentiert aufnehmen kann. Somit können Aussagen zur Homogenisierung der Stromdichte bei verschiedenen Fehlstellen getroffen werden.

In der Abteilung Polymer Engineering geht es zum einen darum ein neues Verfahren zu entwickeln die elektronische Leitfähigkeit von Polymercompounds, die zur Herstellung von graphitischen Bipolarplatten verwendet werden, bereits bei der Extrusion zu bestimmen. Damit ist es möglich, das Ausgangsmaterial qualitativ zu beurteilen, bevor es in die kostenintensive Fertigung der Bipolarplatten fließt. Weiterhin ist es ein Bestandteil des Vorhabens zu verstehen, wie sich verschiedene Herstellungsparameter wie Temperatur auf die Eigenschaften der fertigen Bipolarplatten auswirken. Dies umfasst zum Beispiel die Entstehung von polymerreichen Schichten an der Oberfläche, welche die Leitfähigkeit beeinflussen können.

FC Expo 2019

Während der kommenden FC Expo vom 27.02. bis 01.03.2019 in Tokyo wird die Abteilung Angewandte Elektrochemie die segmentierte Messzelle zur Bestimmung des Einflusses von Fehlstellen auf die Stromverteilung in Bipolarplatten vorstellen. Weiterhin werden auch weitere Infos zu anderen Aktivitäten im Bereich Brennstoffzellen und Wasserelektrolyse erhältlich sein.

 

www.projekt-beppel.de

Laufzeitende

30.09.2019