Schnell und stark wie der kleine Kaffee: esspresso – graphitische Bipolarplatten aus der Presse

Mitentscheidend für einen zügigen Marktanlauf von Brennstoffzellen-Anwendungen wird die schnelle Produktion graphitischer Bipolarplatten in hoher Qualität sein. Dafür arbeiten das ZBT und Partner an der Optimierung des Niedertemperatur-Pressverfahrens.

Im Forschungsprojekt „esspresso“ entwickelt das ZBT gemeinsam mit seinen Projektpartnern ein Niedertemperatur-Pressverfahren (NT-Pressen) zur Herstellung von großflächigen, dünnen, graphitischen Bipolarplatten. Der NT-Pressprozess soll dem perspektivisch hohen Bedarf an Bipolarplatten für Brennstoffzellsysteme in Heavy-Duty-Anwendungen durch eine geringe Zykluszeit bei gleichzeitig hoher Bauteilqualität gerecht werden und so den Marktanlauf von Brennstoffzellen-LKW oder -Bussen weiter unterstützen.

Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Entwicklung des Pressprozesses in enger Verknüpfung mit dem zugehörigen Werkzeugsystem für den industriellen Maßstab und dem für den Prozess optimierten Graphit-Compoundmaterial. Ziel ist es, die prozesssichere, großserienfähige Fertigung von Graphit-Polymer-Bipolarplatten mittels NT-Pressen zu ermöglichen. Eine Zykluszeitreduktion gegenüber bestehenden Herstellprozessen soll durch den isothermen Pressprozess, das simultane Pressen mehrerer Bipolarhalbplatten sowie die Optimierung des Werkzeugsystems und der Pressparameter realisiert werden.

Bei der Energiewende wird es unter anderem auf die zügige Skalierung der Produktion graphitischer Bipolarplatten ankommen. Das Projekt „esspresso“ macht hier ordentlich Dampf.

Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Förderzeitraum: 01.01.2022 bis 31.12.2024
Förderkennzeichen: 03EN5020

Projektpartner:

Abteilung Brennstoffzellen und Stapel

Bildersammlung

Projektablauf und Arbeitsschwerpunkte der Projektpartner (zum Vergrößern anklicken) Projektablauf und Arbeitsschwerpunkte der Projektpartner (zum Vergrößern anklicken)
Gepresste graphitische Bipolarplatte an Greifersystem von Schmalz (Foto: J.Schmalz GmbH) Gepresste graphitische Bipolarplatte an Greifersystem von Schmalz (Foto: J.Schmalz GmbH)

Weitere Projekte

OptiCold – Sicherer Kaltstart für Brennstoffzellen in mobilen Anwendungen

OptiCold entwickelt Materialien, Zellarchitekturen und Betriebsstrategien, um PEM-Brennstoffzellen auch bei Temperaturen bis –25 °C sicher und schadensfrei starten zu können. Ziel ist es, vor allem für mobile Heavy-Duty-Anwendungen robuste, langlebige und praxistaugliche Lösungen bereitzustellen.

Weiterlesen
Ausschnitt einer XTM-Aufnahme von der Wasserverteilung in einer Brennstoffzelle in einem Kanal einer Bipolarplatte und der angrenzenden Gasdiffusionsschicht, aus J. Eller, J. Roth, F. Marone, M. Stampanoni, und F. N. Büchi, „Operando Properties of Gas Diffusion Layers: Saturation and Liquid Permeability“, J. Electrochem. Soc., Bd. 164, Nr. 2, S. F115–F126, 2017, doi: 10.1149/2.0881702jes.

FLOWMEX – Effizientere Brennstoffzellen durch systematisch verbessertes Wassermanagement

Forscher:innen entwickeln ein Simulationstool, das den Transport von Flüssigwasser in Brennstoffzellen realistisch abbildet, um das Wassermanagement systematisch verbessern zu können.

Weiterlesen

Interface – höhere Leistungsdichte und Lebensdauer durch mikrostrukturierte Bipolarplatten

Mit innovativer laserbasierter Mikrostrukturierung optimiert das Forschungsvorhaben die Grenzfläche zwischen Bipolarplatte und Gasdiffusionslage in Brennstoffzellen. Das verbessert den Wasserdurchfluss und reduziert den elektrischen Kontaktwiderstand, was zu einer Leistungssteigerung von bis zu 30 % und einer deutlich verlängerten Lebensdauer führt.

Weiterlesen