Verbundvorhaben: LPBFCells - Steigerung der Effizienz und Lebensdauer von Elektrolysezellen durch funktionsintegrierte, additiv gefertigte Zellbauteile – Teilvorhaben: Erprobung und Anpassung des µPBF- L/M Verfahrens zur Herstellung besonders leistungsfähiger poröser Transportschichten (PTL)
Zeitraum
2025-10-01 – 2028-09-30
Bewilligte Summe
249.234,85 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI3124E
Leistungsplansystematik
Wasserstofferzeugung - Elektrolyse - PEM [EA2721]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE.IIC2)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)
Förderprogramm
Energie
Um den für die klimaneutrale Transformation von Industrie und Verkehr benötigten Wasserstoff wirtschaftlich und in ausreichender Menge herstellen zu können sind Elektrolysezellen mit einer hohen Effizienz und Lebensdauer notwendig. Zellen auf Basis von Polymer-Elektrolyt-Membranen (PEM) werden für diese Aufgabe aufgrund des guten Lastwechselverhaltens und der großen Stromdichte als besonders geeignet angesehen. Die Medienversorgung in der Zelle wird durch die Bipolarplatte (BPP) und die poröse Transportschicht (PTL) ermöglicht, welche die BPP mit der Membran verbindet. Aufgrund der Schichtaufbaus dieser Zellbauteile aus mehreren Komponenten ergeben sich Beschränkungen bezüglich der Optimierung von thermischer und elektrischer Kontaktierung, des Stofftransportes und der nachhaltigen Fertigung. Um die Effizienz und Lebensdauer von PEMEL-Zellen zu steigern und den Montageaufwand zu reduzieren, ist die wesentliche Kerninnovation dieses Vorhabens das konsequent funktionsoptimierte monolithische Design von BPP und PTL in einer vollmetallischen Komponente und deren Realisierung durch das PBF-LB/M-Verfahren.'Aufgrund der extrem feinen Porenstrukturen der PTL soll parallel auch die Realisierung mittels µPBF-LB/M Verfahren getestet werden. Das µPBF-LB/M ist eine am Fraunhofer ILT entwickelte und durch das Unternehmen Aixway3D kommerzialisierte Weiterentwicklung des PBF-LB/M-Verfahren. Das Verfahren bietet die Möglichkeit extrem feine Strukturen mit hoher Maßhaltigkeit und Detailauflösung herzustellen. Innerhalb dieses Forschungsvorhabens wird Aixway 3D die Fachkenntnisse auf diesem Gebiet nutzen um das µPBF-LB/M Verfahren auf die Anforderungen der Anwendung und des Werkstoffs weiterzuentwickeln. Ziel ist es die Prozessgrenzen für die eine minimale Porengröße zu bestimmen, die Bauteile mit den geforderten qualitativen Eigenschaften zu fertigen und die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu optimieren.