Bessere Brennstoffzellen der nächsten Generation
Bei PEMFC-Technologie handelt es sich um eine neue Art von Brennstoffzellen, die einen hohen energetischen Wirkungsgrad und niedrigere Emissionen für Anwendungen im Verkehrssektor verspricht. Um PEMFC kommerziell realisierbar zu machen, müssen Forscher die Effizienz der Gasdiffusionsschicht (GDS) verbessern, einer Kernkomponente von PEMFC. Zu diesem Zweck finanzierte die EU das Projekt IMPALA (Improve PEMFC with advanced water management and gas diffusion layers for automotive application). Es ist darauf ausgerichtet, die Effizienz der GDS auf einen neuen Richtwert von 1 Watt pro Quadratzentimeter zu heben. Die Forscher begegneten dieser Herausforderung, indem sie zwei verschiedene GDS-Typen testeten: homogene und non-uniforme GDS. Mithilfe von Modellierung und Versuchen wollten die Projektmitglieder zudem verstehen, wie sich Wasser in der PEMFC auf die Effizienz der GDS auswirkt. Die Forscher von IMPALA stellten fest, dass sich verschiedene Additive zur mikroporösen Schicht der homogenen GDS stark auf deren Wirkungsgrad auswirken können. Die Forscher arbeiten nun an der non-uniformen GDS, doch in vorläufigen Tests konnte keine Leistungssteigerung festgestellt werden. Die Projektwissenschaftler investierten einige Zeit in die detaillierte Analyse der Struktur und der physischen Eigenschaften der GDS, wofür sie moderne bildgebende Verfahren wie Röntgentomografie anwendeten. Auch die Modellierung der GDS und der Leistung der mikroporösen Schicht wurde inzwischen aufgenommen. Mit Abschluss des Projekts werden die IMPALA-Wissenschaftler eine verbesserte GDS-Konstruktion für eine effizientere PEMFC liefern. Darüber hinaus wird das Projekt zu einem tieferen Verständnis der GDS-Funktionen auf mikroskopischer Ebene führen.
Schlüsselbegriffe
Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle, Gasdiffusionsschicht, Wassermanagement, Anwendungen für die Automobilindustrie, mikroporös
