Neues Beschichtungskonzept für Brennstoffzellen-Membrane

Forscher der RWTH Aachen entwickeln ein neuartiges Beschichtungskonzept für Membranen von Brennstoffzellen. Das soll eine kostengünstigere und ressourceneffizientere Produktion von Brennstoffzellen ermöglichen.

×

Im Projekt "Fuel Cell Performance Production" (FCPP) forscht der Lehrstuhl "Production Engineering of E-Mobility Components" (PEM) der RWTH Aachen mit Partnern an preiswerteren Produktionsprozessen für Brennstoffzellen. "Übergeordnetes Ziel ist es, einen kompletten Brennstoffzellen-Stack zu produzieren, der auf Basis des neuen Beschichtungsverfahrens den Anforderungen der Industrie gerecht wird", sagt Sebastian Hagedorn, Leiter der PEM-Forschungsgruppe "Fuel Cell". Mit Blick auf das neuartige Beschichtungskonzept für Membranen von Brennstoffzellen ist den Forschern nun die Herstellung einer fünflagigen Membran-Elektroden-Einheit (MEA) gelungen.

Beim direkten Beschichtungsverfahren erfolgt der Übertrag des Katalysators anstelle der Decal-Folie über ein mit PTFE beschichtetes Zwischenelement. Vom Materialauftrag auf das Zwischenelement bis hin zum Übertrag auf die Membran wird die feuchte Katalysatortinte demnach auf einen Trocknungsgrad gebracht, der eine beschädigungsfreie Beschichtung der Membran ermöglicht. Ein neues Vakuumverfahren soll dabei das problematische Handling der Membran beschädigungsfrei und positionsgenau ermöglichen. "Bislang hat sich beispielsweise das Fügen einer beschichteten Membran mit deren Randverstärkung als große Herausforderung erwiesen, da sich die Komponente wegen ihrer Berührungs- und Feuchteempfindlichkeit schon bei kurzem Kontakt mit der Umgebungsluft wellen kann, was die weitere Verarbeitung extrem erschwert", erläutert PEM-Gründer und Lehrstuhlleiter Professor Achim Kampker. Im Elektromobilitätslabor "eLab" der RWTH Aachen wurde jetzt die Herstellung von Membran-Elektroden-Einheiten begonnen. Die Forscher wollen bis zum Projektende im Jahr 2025 mehr als 1.600 Hochleistungs-MEA produzieren können.