Verbundvorhaben: FCPP - Fuel Cell Performance Production; Teilvorhaben: Erforschung robuster, produktionsoptimierter Stackdesignkonzepte
Zeitraum
2021-10-01 – 2025-09-30
Bewilligte Summe
786.492,35 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN5013B
Leistungsplansystematik
Brennstoffzelle - PEMFC [EA2251]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
Das Forschungsprojekt 'Fuel Cell Performance Production' verfolgt das Ziel, mit Hilfe großserientauglicher und kostengünstiger Produktionstechnik einen Brennstoffzellenstack zu entwickeln und herzustellen, der bei hoher Performance und Robustheit geringere Kosten als gegenwärtige Produkte aufweist. Zur Erreichung dieses Ziels wird eine neuartige Beschichtungstechnologie für Catalyst Coated Membranes entwickelt, ein robustes, produktionsoptimiertes Brennstoffzellenstapeldesign erforscht und eine Leistungs- sowie Degradationsprüfung durchgeführt. Durch Wätas und ZBT werden dabei robuste, produktionsoptimierte Stackdesignkonzepte erforscht. Zur Erhöhung der Lebensdauer soll dabei ein Fokus auf dem Einsatz von alternativen Substratmaterialien und vorbeschichteten Materialien liegen. Die sich daraus ergebenden geänderten fertigungstechnischen Anforderungen gegenüber der Verarbeitung von Edelstählen werden seitens Wätas im Projekt erforscht. Diese Ergebnisse stellen die Basis für die Entwicklung des produktionsoptimierten Stackdesigns dar, das am ZBT entwickelt wird. Ein wichtiger weiterer Fokus bei der Designentwicklung liegt auf der Erforschung von Komponenten- und Positioniertoleranzen und deren Auswirkungen auf Performance und Lebensdauer des Brennstoffzellenstacks: So lassen sich z.B. durch optimierte Positionstoleranzen der Lage der Gasdiffusionsschicht und entsprechend abgestimmte Dichtungssysteme die Bypassströme auf Anode und Kathode verringern und die Systemwirkungsgrade steigern. Die Fertigungstoleranzen des Schweißverfahrens bestimmen maßgeblich die realisierbaren Flowfieldstrukturen und damit die erreichbaren Leistungsdichten. Im Rahmen des Projekts soll erforscht werden, welche kritischen Komponenten- und Positioniertoleranzen die Performance und Lebensdauer des Brennstoffzellenstacks bestimmen. Gemeinsam mit den Projektpartnern wird dann bewertet, welche Komponenten- und Positioniertoleranzen in den Fertigungsprozessen sinnvoll realisiert werden können.