Verbundvorhaben: Steigerung der Effizienz und Lebensdauer von Elektrolysezellen durch funktionsintegrierte, additiv gefertigte Zellbauteile; Teilvorhaben: Weiterentwicklung der Prozessführung im PBF-LB/M zur reproduzierbaren Herstellung von gezielt gradierten offen-porösen Bauteilen
Zeitraum
2025-10-01 – 2028-09-30
Bewilligte Summe
549.422,65 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI3124F
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 und nutzen zu können sind Elektrolysezellen mit einer hohen Effizienz und Lebensdauer notwendig. Zellen auf Basis von Polymer-Elektrolyt-Membranen (PEM) werden aufgrund des guten Lastwechselverhaltens und der großen Stromdichte als potenziell besonders geeignet angesehen diese Anforderungen zu erfüllen. Die Medienversorgung in der Zelle wird durch die Bipolarplatte (BPP) und die poröse Transportschicht (PTL) ermöglicht, welche die BPP mit der Membran verbinden. Aufgrund der Schichtaufbaus dieser Zellbauteile aus mehreren Komponenten ergeben sich Beschränkungen bezüglich der Optimierung von der thermischen und elektrischen 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 Bipolarplatte und poröser Transportschicht in einer vollmetallischen Komponente und deren Realisierung durch additiven Fertigungsverfahren.Hauptaufgabe des Fraunhofer ILT ist dabei die Entwicklung einer Prozessführung im PBF-LB/M um gradiert offen-porösen Bauteile mit einer so gezielt einstellbaren Durchlässigkeit für Flüssigkeiten und Gase herstellen zu können. Neben Erkenntnissen zu Ursachen-Wirk-Zusammenhängen bei der gezielten Erzeugung von Porenverteilungen in PBF-Bauteilen unterstütz das ILT weiterhin bei der AM gerechten Auslegung des neuen monolithischen BPP-PTL-Systems, sowie der Anpassung der gesamten Prozesskette zur Herstellung von Elektrolysestacks mit diesen monolithischen BPP-PTL-Systemen