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20.07.2021 | Kleb- und Dichttechnik | Nachricht | Onlineartikel

Klebtechnik für Brennstoffzellen

Autor:
Dr. Hubert Pelc
2 Min. Lesedauer

Die Energiewende wird neben erneuerbaren Energien eine weitere Säule zur Erhöhung der Energieeffizienz erhalten. Dafür hat die Bundesregierung eine Förderung der Brennstoffzellentechnologie beschlossen, die ein erhebliches Potenzial für den Einsatz von Kleb- und Dichtstoffen bietet.

Um den Energieträger Wasserstoff  marktfähig und Deutschland zum weltweit führenden Ausrüster für moderne Wasserstofftechnologien zu machen, sollen insgesamt neun Milliarden Euro an Bundesmitteln zur Verfügung gestellt werden. Somit wird zukünftig eine weitere ökologische Schlüsseltechnologie zur Verfügung stehen. Die Strategie skizziert einen Handlungsrahmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von der Infrastruktur, der Wasserstoffgenerierung sowie der Wandlung von Wasserstoff und Sauerstoff innerhalb der Brennstoffzelle zu elektrischem Strom.
Die Förderung der Brennstoffzellentechnologie bietet nicht nur ökologische Vorteile, sondern eröffnet auch ein großes Potenzial für den Einsatz von Kleb- und Dichtstoffen bei der Fertigung des sogenannten Stack-Verbundes. Unter Stack (englisch Stapel) versteht man das Stapeln der einzelnen Brennstoffzellen zu einem Verbund, der sich aus mehreren hundert Einheiten zusammensetzt. Die einzelne Brennstoffzelle besteht aus jeweils zwei Bipolarplatten mit der Membran-Elektroden-Einheit (MEA), die mit einem Katalysator beschichtet ist. Aufgrund der erforderlichen Dichtfunktionen gegenüber Medien (Kühlmedium Wasser/Glykol) und Gasen (Wasserstoff und Sauerstoff) bieten sich zwei klebtechnische Anwendungen an: 

  • Fügen der MEA mit der Bipolarplatte, 
  • Kleben und Dichten der kühlseitigen Bipolarplatten.

Qualifizierungsmaßnahmen

Um die Eignung der Kleb- und Dichtstoffe für den Einsatz in einer Brennstoffzelle sicherzustellen, bedarf es allerdings geeigneter und standardisierter Qualifizierungsmaßnahmen. Aus den spezifischen Anforderungen der Fertigung, des Designs sowie der Endanwendung ergeben sich die entsprechenden Randbedingungen für den Einsatz der Klebung. Da sich sowohl die Anforderungen als auch das Design der Brennstoffzellen aufgrund der schnellen Innovationsgeschwindigkeit stark ändern bzw. geändert haben, müssen auch die Tests zur künstlichen Alterung der Kleb- und Dichtstoffe angepasst und hinsichtlich der Anforderungen verifiziert werden.

Vor diesem Hintergrund ist es essenziell, dass sich Industrie- und Forschungseinrichtungen intensiv der anwendungsbezogenen Auswahl und Zusammenstellung von Prüfszenarien widmen. Am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) wurde neben den laufenden Industrieprojekten zum Thema Kleben und Dichten von Brennstoffzellen nun ein internes Forschungsprojektes inititiert, um Bipolarplatten klebgerecht zu designen, geeignete Klebstoffe auszuwählen und Qualifizierungsmaßnahmen zu entwickeln.
 

Die Hintergründe zu diesem Inhalt

01.07.2021 | Inhalt | Ausgabe 3/2021

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