CellDiagnostics – In-situ-Diagnostik für Elektrolyse- und Brennstoffzellen

Brennstoffzellen- und Elektrolysetechnologien sind Schlüssel für eine treibhausgasneutrale Energieversorgung. Dafür braucht es robuste, praxisnahe Analysen direkt in der Zelle: Stromdichten, Temperaturen und Impedanzen – ortsaufgelöst und unter realen Betriebsbedingungen. Genau hier setzt CellDiagnostics an.

Optimierte Zellanalytik

Im Verbund entwickeln DiLiCo engineering, das ZBT und das EST der TU Clausthal ein neuartiges In-situ-Messsystem, das die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ortsaufgelöst in der Zelle ermöglicht und mit segmentierter Stromdichte- sowie Temperaturmessung kombiniert. So werden Alterungs-, Versorgungs- und Hot-Spot-Effekte sichtbar, die mit klassischen Ex-situ-Messungen verborgen bleiben.

Das Vorhaben gliedert sich in drei Teilprojekte:

  • DiLiCo: Entwicklung einer neuartigen digital-analogen Schnittstelle zur Integration von ortsaufgelösten EIS-Messungen mit einem In-situ-Stromdichtemessgerät für galvanische Zellen
  • TU Clausthal (EST): Entwicklung einer alkalischen Wasserelektrolysezelle, mit orts- und halbseitenaufgelöster Impedanzspektroskopie zur vertieften Charakterisierung von Zellkomponenten
  • ZBT: Entwicklung eines innovativen Werkzeugs zur segmentierten Stromdichtemessung für Brennstoffzellen
graphische Darstellung der Prozessschritte zur Herstellung des segmentierten Messwerkzeugs

Unser Beitrag (ZBT)

Das ZBT entwickelt ein hybrides 3D-Druck-Werkzeug (Kunststoff + Metall) als segmentierte Bipolarplatte für PEM-Brennstoffzellen. Es vereint Flowfield, galvanische Beschichtung, segmentierte elektrische Pfade und Dichtungstechnik in einem Bauteil – druckdicht, kurzschlussfrei und für reale Zellaufbauten geeignet. Der Ansatz ermöglicht eine präzise, ortsaufgelöste Kopplung direkt an der Membran und erweitert die DiLiCo-Messtechnik um ein starkes Alleinstellungsmerkmal.

Schwerpunkte

  • Konstruktion & Rapid-Prototyping (CAD / 3D-Druck), Fügen der Mehrkomponentenstruktur, HSC-Bearbeitung der Flowfields, galvanische Veredelung, Dispens-Dichtung.
  • Prüfstand und Validierung: elektrische Segment-Leitfähigkeit, Kurzschlussfreiheit, Druckdichtigkeit und In-Cell-Tests

Nutzen
Flexible Anpassung an Geometrien ohne teure Werkzeuge, schnellere Iterationen, realitätsnahe Daten zur Optimierung von Flowfields, Materialien und Betriebsstrategien.

Projektinformationen

Projekttitel
CellDiagnostics – Entwicklung eines neuartigen In-situ-Messgeräts zur kombinierten Erfassung ortsaufgelöster Stromstärken, Temperaturen und Impedanzen an Membranen zur Alterungs- und Betriebsanalyse für Elektrolyse- und Brennstoffzellen

Das Kooperationsvorhaben wird im Rahmen des zentralen Innovationsprogramms Mittelstand durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Projektkoordination
DiLiCo engineering GmbH

Projektpartner

  • DiLiCo engineering GmbH
  • ZBT - Zentrum für BrennstoffzellenTechnik
  • Forschungszentrum Energiespeichertechnologien (EST), TU Clausthal

Projektträger
AiF Projekt GmbH


Projektlaufzeit
1. September 2025 - 31. August 2027

Förderkennzeichen
KK5190510LT4

Abteilung
ZBT – Brennstoffzellensysteme

Förderlogo BMWE und ZIM

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