Qualitätskontrolle von Bipolarplatten mit dem BePPel-Teststand

Neue DIN 4880 – Widerstände an Bipolarplatten normgerecht messen

Das vom ZBT und seinen Partnern entwickelte „Messverfahren zur Bestimmung des elektrischen Durchgangswiderstands an Bipolarplatten“ wird jetzt in der neuen DIN-Norm 4880 beschrieben.

Der elektrische Durchgangswiderstand von Bipolarplatten für Brennstoffzellen und Elektrolyseure ist ein zentraler Aspekt der Qualitätssicherung in der Entwicklung und der Serienproduktion solcher Platten. Um diesen Widerstand präzise und zuverlässig zu messen, hat das ZBT gemeinsam mit seinen Partnern ein standardisiertes Messverfahren und ein entsprechendes Messgerät entwickelt. Die Messvorschrift wurde mittlerweile in die im Mai 2026 veröffentlichte DIN 4880 überführt.

Das „Messverfahren zur Bestimmung des elektrischen Durchgangswiderstands an Bipolarplatten“ wird seit mehreren Jahren erfolgreich angewendet. Die entsprechenden, vom ZBT entwickelten Teststände überwachen sowohl im ZBT in der Entwicklung als auch bei Produzenten in der Serienproduktion die Qualität von Bipolarplatten. In der neuen Norm wird das Verfahren nun genau beschrieben, um die korrekte Anwendung und die Vergleichbarkeit der Ergebnisse sicherzustellen.

Produktionsbegleitende Qualitätskontrolle von Bipolarplatten

Bei der BePPel-Methode wird der elektrische Through-plane-Widerstand an Bipolarplatten über eine Vierleitermessung zellrealistisch ermittelt. Der Strom wird flächig über Messpole, die mit Gasdiffusionsschichten versehen sind, eingeprägt und der Spannungsabfall über Sense-Leitungen aufgezeichnet. Die Messungen können bei variablen Anpressdrücken stattfinden.

Mit dem Verfahren können sowohl beschichtete metallische Bipolarplatten als auch Compound-basierte Bipolarplatten beschädigungsfrei vermessen werden. Für die Vermessung an Compound-basierten Bipolarplatten kann ein Messkopf mit zusätzlichen stromlosen Federkontaktstiften verwendet werden, um einen weiteren Spannungsabfall über die Probe, ohne Kontaktwiderstände, aufzuzeichnen und so den reinen Materialwiderstand zu erhalten.

Teststand für die industrielle Bipolarplattenproduktion

Der BePPel-Teststand wurde nach Abschluss des Projekts am ZBT mit Blick auf die Anwendung in der Industrie weiterentwickelt. Er erlaubt, Messroutinen mit verschiedenen Anpressdrücken und verschiedenen Stromstärken automatisiert innerhalb kürzester Zeit durchzuführen. Dabei können bei maximaler Kontaktfläche von Bipolarplatte zu Messpol beziehungsweise GDL Anpressdrücke von bis zu 40 bar und Stromdichten bis zu 5 A/cm² bei 20 A Stromstärke eingeprägt werden.

Das CE-zertifizierte Messgerät wird bereits bei Bipolarplattenherstellern produktionsbegleitend eingesetzt. Das BePPel-Messgerät wird exklusiv vom ZBT gefertigt und vertrieben. Über die vergangenen Jahre wurden mehrere Messgeräte europaweit an Partner und Kunden aus der Industrie ausgeliefert.

Auch wir nutzen einen dieser Widerstandsmessplätze in aktuellen F&E-Projekten zur Charakterisierung von Bipolarplatten und GDL-Materialien und führen damit Messdienstleistung im Kundenauftrag durch.

Portait eines Manns mit Bart, der einen Anzug, Hemd und Krawatte trägt und die Arme verschränkt

Norm zur Bestimmung des elektrischen Durchgangswiderstands an Bipolarplatten

Wir haben über die vergangenen Jahre das Messverfahren gemeinsam mit der Schaeffler AG und dem DLR-Institut für Technische Thermodynamik zur Norm ausgearbeitet, die jetzt als DIN 4880 (ICS 17.220.20, 27.070) veröffentlicht wurde.

Wir wissen, dass unsere Forscher Dr. Marco Grundler und Paul Stannek viel Arbeit und Energie in dieses Normungsprojekt gesteckt haben. Wir möchten ihnen, aber auch Ali Kenanoglu von Schaeffler, Nadine Pilinski vom DLR, dem Projektmanager des DIN-Normenausschuss Materialprüfung, Clemens Judersleben, und dem gesamten DIN-Gremium herzlich für den starken Einsatz danken!

BePPel-Messverfahren ist Gemeinschaftsentwicklung

Das Messverfahren wurde im Forschungsprojekt „Verbundvorhaben NIP II – BePPel – Bipolarplatten für Brennstoffzellen und Elektrolyseure (03B11002)“ entwickelt, das von 2017 bis 2020 lief. Damals waren beteiligt:

DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme
ZBT – Zentrum für BrennstoffzellenTechnik
Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg
Forschungszentrum Jülich
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT

Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Verkehr gefördert.

zwei Personen in einem Labor bedienen einen Teststand