Bipolarplatten für mobile Brennstoffzellen-Anwendungen

Brennstoffzellen haben das Potenzial, die Mobilität der Zukunft entscheidend zu prägen. Doch um dieses Potenzial voll auszuschöpfen, müssen Hersteller eine zentrale Herausforderung bewältigen: die Entwicklung korrosionsstabiler und hoch leitfähiger Bipolarplatten von geringer Materialdicke und hoher Lebensdauer. Die gegenwärtig etablierten metallischen Bipolarplatten bieten zwar eine hohe Leitfähigkeit, neigen jedoch zu Korrosion und sind teuer in der Herstellung. Um diese Probleme zu umgehen, werden korrosionsstabile Komposit-Bipolarplatten aus etablierten Verfahren wie Spritzguss, Heißpressen, Extrusion oder Compression Molding genutzt. Sie stoßen jedoch ebenfalls an ihre Grenzen, weil diese Verfahren oft mit hohen Produktionskosten und Einschränkungen hinsichtlich der Designflexibilität verbunden sind. Zudem resultieren sie häufig in höheren Materialdicken, die die spezifische Leistungsdichte der Brennstoffzellen negativ beeinflussen. Begrenzte Produktionsgeschwindigkeit und hoher Energieverbrauch stellen weitere Hindernisse dar, die eine effiziente und skalierbare Produktion erschweren.

Die ultradünnen, thermisch und elektrisch leitfähigen Komposit-Bipolarplatten von Fraunhofer UMSICHT bieten eine kosteneffiziente und langlebige Alternative, die speziell für mobile Anwendungen optimiert ist:

• Sie lassen sich kosteneffizient im kontinuierlichen Pulver-zu-Rolle-Verfahren herstellen.
• Diese neuartige Produktionsweise führt zu einer ressourcenschonenden Herstellung in geringen Materialstärken (0,1 – 1,0 mm).
• Ein breites Spektrum seitens der Einsatzstoffe (thermoplastische Binderpolymere und leitfähige Füllstoffe) ermöglicht eine anwendungsspezifische Optimierung der Materialien.
• Die physikalischen und elektrischen Eigenschaften sowie die Materialdicke sind einstellbar und qualifizieren das Material für verschiedene Anwendungen.
• Bedingt durch Umformbarkeit, Laminierbarkeit und Verschweißbarkeit bieten sie die Möglichkeit, den Brennstoffzellen-Stack individuell und flexibel zu gestalten.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten der Zusammenarbeit mit uns:

• Direktauftrag
  Sie können uns direkt mit der Entwicklung von Lösungswegen für Ihre Bipolarplatten-Fragestellung beauftragen. Im Gespräch klären wir gemeinsam die Rahmenbedingungen, wie wir Ihr Unternehmen mit unserem Know-how und unserer Infrastruktur erfolgreich weiterbringen können. Es folgen Angebotserstellung und die iterative Materialentwicklung inklusive Charakterisierung im engen Austausch mit Ihnen.
• Verbundprojekt
  Wir können auch gemeinsam mit mehreren Partnern an einer Lösung für Ihre Herausforderung arbeiten – meist im Rahmen einer öffentlichen Förderung. Dazu greifen wir auf ein großes Netzwerk aus Industrie, Forschung, Gesellschaft und dem Umfeld der Fraunhofer-Institute zurück. Wir sind routiniert sowohl in der Auswahl von Förderprogrammen als auch in der Projektbeantragung, bringen innovative Impulse in die Bearbeitung ein und gestalten anschließend den Transfer in den Markt gemeinsam mit Ihnen und weiteren Partnern.
• Lizenzierung
  Die Einräumung von Lizenzen an unseren Schutzrechten kann auf verschiedene Arten stattfinden und ist immer individuell. Gemeinsam besprechen wir die für Sie passenden Schritte persönlich, stimmen Rahmenbedingungen für Ihr Geschäftsmodell und Produkt unternehmensspezifisch ab.

»Wir wollen Technik von übermorgen adressieren«: Prof. Dr.-Ing. Anna Grevé über die Produktion von Brennstoffzellen

zum Interview vom 19. Juni 2023