Einfluss verkehrsbedingter Schadgase auf die Lebensdauer von PEM-Brennstoffzellen
Seit mehreren Jahren ist die Untersuchung von Schadgas- und Partikelbelastung auf der Kathode von PEM-Brennstoffzellen ein wichtiges Untersuchungsthema am ZBT. Im nun abgeschlossenen Projekt Kathodenluft II wurden wichtige Untersuchungen zu den Auswirkungen von Schadgasen systematisch untersucht und bewertet.
Die Lebensdauer von Brennstoffzellen ist abhängig von den Betriebsbedingungen (Start-Stopp, Lastzyklen u.s.w.) und von den externen Feedgasen. Während in den letzen Jahren ein großer Fokus auf Reformierungsprozesse und die Reinheit des Wasserstoffs gelegt wurde, so ist die Luftzufuhr der PEM-Brennstoffzelle eher vernachlässigt worden. Dabei ist die Reinheit der zugeführten Luft von großer Bedeutung, da die Reaktion des Sauerstoffs auf der Kathode im Vergleich zum anodenseitigen Wasserstoff naturgemäß ein stark gehemmter Prozess ist. Die Empfindlichkeit der PEM-BZ gegenüber Luftschadstoffen wird im Automobilbereich zukünftig eher zunehmen, da aus Kostengründen eine weitere Verringerung des Platins und gleichzeitig längere Laufzeiten der Brennstoffzellenstacks angestrebt werden.
Im Projekt wurden mittels umfangreicher Laborversuche und zusätzlicher Langzeittests in Außenaufstellung wichtige Schädigungsmechanismen und insbesondere Angriffsorte der Schädigung unterschiedlicher partikulärer und gasförmiger Luftschadstoffe identifiziert. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass der Einsatz von Filtermedien Spannungsabnahmen infolge von kurzfristigem Schadstoffeintrag verhindert, aber auch die Standzeit der PEM-BZ langfristig erhöht, da durch Filtermaterialien eine Abnahme der Langzeitdegradation zu erkennen war.
Das Forschungsvorhaben 16325N (01.12.2009 – 29.02.2012) der Forschungsvereinigung IUTA wurde im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages über die AiF finanziert.
