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

QuBK – Qualifizierung von Brennstoffzellen-Komponenten

Laufzeit: Februar 2017 - Juni 2020
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
 Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) / NOW & Projektträger Jülich (PTJ)
Projektfokus:
Differenzielle Testzelle von Fraunhofer ISE.
© baltic Fuel Cells GmbH
Differenzielle Testzelle von Fraunhofer ISE.
Die Abnahme der elektrochemisch aktiven Oberfläche (ECSA) einer katalysatorbeschichteten Membran (CCM) während der Alterung durch das »catalyst-support« Alterungsprotokoll nach DoE (Raute) und Nedo (Punkte) zeigt für beide Protokolle einen ähnlichen Verlauf.
© Fraunhofer ISE
Die Abnahme der elektrochemisch aktiven Oberfläche (ECSA) einer katalysatorbeschichteten Membran (CCM) während der Alterung durch das »catalyst-support« Alterungsprotokoll nach DoE (Raute) und Nedo (Punkte) zeigt für beide Protokolle einen ähnlichen Verlauf.
ECSA-Verlauf während der Alterung einer CCM nach dem Catalyst Alterungsprotokoll von DoE (Raute) und Nedo (Punkte). Es zeigt sich der Einfluss der höheren Potenzialgrenze beim Nedo-Testprotokoll.
© Fraunhofer ISE
ECSA-Verlauf während der Alterung einer CCM nach dem Catalyst Alterungsprotokoll von DoE (Raute) und Nedo (Punkte). Es zeigt sich der Einfluss der höheren Potenzialgrenze beim Nedo-Testprotokoll.

Ziel des Vorhabens QuBK ist es, die international bekannten Testprotokolle für Brennstoffzellenkomponenten wissenschaftlich hinsichtlich ihrer Aussagekraft zu untersuchen und experimentell zu validieren. Dazu werden die Testprotokolle einer experimentellen Sensitivitätsanalyse unterzogen und ein Vergleich der internationalen Protokolle (insbesondere von USA (DOE), Japan und Europa als Sitze international führender Technologieunternehmen) durchgeführt. Durch umfangreiche Anwendung dieser Testprozeduren an zahlreichen Brennstoffzellenkomponenten verschiedener Hersteller und durch die begleitende Auswertung mit Hilfe wissenschaftlicher in-situ-Analytik wird die wissenschaftlich reproduzierbare Interpretation der Messergebnisse möglich.

Das Fraunhofer ISE hat zunächst eine differenzielle Testzelle für die reproduzierbare MEA-Charakterisierung bei hohen Stromdichten entwickelt. Diese Testzelle wurde an baltic Fuel Cell GmbH lizensiert. Mit Hilfe dieser Testzelle wurden internationale Testprotokolle, insbesondere von DoE / USA und NEDO / Japan, zur Untersuchung des Leistungs- und Alterungsverhalten auf Komponenten verschiedener Hersteller angewandt. Im Fokus standen Schnellalterungstests für den Katalysator, den Katalysatorsupport und die Membran sowie Fahrzyklentests.

Abschlussbericht für das Vorhaben „Qualifizierung von Brennstoffzellen-Komponenten“ (QUBK)

Wasserstoffcrossover für verschiedene Zellmaterialien während der ersten 640 h Membranalterung nach dem »DOE mechanical« Protokoll.
© Fraunhofer ISE
Wasserstoffcrossover für verschiedene Zellmaterialien während der ersten 640 h Membranalterung nach dem »DOE mechanical« Protokoll.