Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

DEKADE – Deutsch-Kanadische Brennstoff-Zellenkooperation: Diagnose und Entwicklung von Komponenten für Automobile Brennstoffzellen

Laufzeit: 1/2017 - 12/2019
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
 Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) / Projektträger Jülich (PTJ)
Kooperationspartner: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Greenerity GmbH
Projektfokus:
Stromdichte bei einer Spannung von 200 mV in Abhängigkeit der Katalysatorbeladung von Katalysatorschichten mit unterschiedlichem Ionomergehalt. Die Katalysatorschichten wurden mittels Siebdruck hergestellt und somit weisen höhere Pt-Beladungen auch höhere Schichtdicken auf.
© Fraunhofer ISE
Stromdichte bei einer Spannung von 200 mV in Abhängigkeit der Katalysatorbeladung von Katalysatorschichten mit unterschiedlichem Ionomergehalt. Die Katalysatorschichten wurden mittels Siebdruck hergestellt und somit weisen höhere Pt-Beladungen auch höhere Schichtdicken auf.
Polarisationskennlinien bei 100% relativer Feuchte von katalysatorbeschichteten Membranen (CCMs) mit through-plane Gradienten in der Katalysatorschicht hinsichtlich Ionomergehalt. Verglichen werden eine strukturierte Schicht (blau) mit hohem Ionomergehalt nahe der Membran und niedrigem Ionomergehalt nahe der Gasdiffusionslage mit zwei homogenen Katalysatorschichten (grün: Ionomergehalt von 25 %, orange: Ionomergehalt von 30 %).
© Fraunhofer ISE
Polarisationskennlinien bei 100% relativer Feuchte von katalysatorbeschichteten Membranen (CCMs) mit through-plane Gradienten in der Katalysatorschicht hinsichtlich Ionomergehalt. Verglichen werden eine strukturierte Schicht (blau) mit hohem Ionomergehalt nahe der Membran und niedrigem Ionomergehalt nahe der Gasdiffusionslage mit zwei homogenen Katalysatorschichten (grün: Ionomergehalt von 25 %, orange: Ionomergehalt von 30 %).

DEKADE hat folgende, wissenschaftliche Zielsetzungen:

 

  1. Modellierung der Membranelektrodeneinheit zur Optimierung der Strukturen und Komponentenzusammensetzung
  2. Innovative Elektrodenstrukturierung mit through-plane Gradienten zur optimalen Pt- und Ionomer-Verteilung

Das Fraunhofer ISE hat ein Modell zur Beschreibung der Leistung einer Katalysatorschicht entwickelt, welches die through-plane Phänomene abbildet. Außerdem wurden mit Hilfe von Siebdruck mehrlagige Katalysatorschichten erzeugt, welche Gradienten hinsichtlich Ionomer und Katalysator von Membran zu Gasdiffusionslage aufweisen.

Abschlussbericht für das Verbundvorhaben „Deutsch-Kanadische Brennstoff-Zellenkooperation: Diagnose und Entwicklung von Komponenten für automobile Brennstoffzellen“ (DEKADE)