Brennstoffzellenlabor

Unser Brennstoffzellenlabor untersucht die Membran-Elektroden-Einheit (MEA) der Brennstoffzelle und wendet sich an Hersteller von Stack-Komponenten, Stacks, sowie ganzen Brennstoffzellen-Systemen, die wissenschaftlich reproduzierbare und detaillierte Ergebnisse zu ihren Produkten oder Komponenten nachfragen.

Unsere Services dienen der Optimierung der Komponenten oder der Ermittlung der optimalen Betriebsbedingungen, um die Leistung bzw. die Lebensdauer zu steigern. Zur Entwicklung von Produktionsverfahren betreiben wir unser Labor zur Produktionsforschung für Membran-Elektroden-Einheiten.

Unser Know-how und unsere Ausstattung zu den vier Perspektiven (i) in-situ Charakterisierung zur Beurteilung des Betriebsverhaltens, (ii) ex-situ Analytik zum Verständnis der Mikrostrukturen, (iii) MEA-Produktionsforschung, sowie (iv) Modellierung sind global einzigartig.

Unsere Service-Leistungen in diesem Lab umfassen:

• In-situ Charakterisierung von Brennstoffzellen-MEAs
• In-situ Charakterisierung von Brennstoffzellen-Stapeln
• Ex-situ Analyse von Brennstoffzellen-MEAs und deren Einzellagen

• Vollautomatisierte Charakterisierung von Membran-Elektroden-Einheiten und ihrer Einzellagen in differenziellen Testzellen unter Einsatz von Polarisationskennlinien, der elektrochemischen Impedanzspektroskopie mit Luft/H₂ oder N₂/H₂, Zyklovoltammetrie, Linear Sweep Voltammetrie, Grenzstromdichte, CO-Stripping und CO-Displacement
• Parallele Charakterisierung von vier differenziellen Einzelzellen möglich
• Ortsaufgelöste Charakterisierung lokaler Effekte an kundenspezifischen, segmentierten Einzelzellen zur Überprüfung des Zelldesigns im Vollformat oder in einer along-the-channel-Testzelle, für die Material- und Komponentenauswahl und für die Entwicklung von Betriebsstrategien
• Untersuchung des Leistungs- und Alterungsverhaltens in Abhängigkeit von kundenspezifischen Designs und Betriebsbedingungen
• Untersuchung des Einflusses von Schadstoffen auf Anode oder Kathode

Charakterisierung von Brennstoffzellen

• In-situ-Charakterisierung und Sensitivitätsanalysen von Brennstoffzellenstacks in den Leistungsklassen 4, 10, 20 und 200 kW elektrischer Leistung
• Elektrochemische Charakterisierung von Brennstoffzellenstapeln:
  • Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) zeitgleich an Gesamtstapel und bis zu 28 Einzelzellen zur Messung von Frequenzspektren oder des zeitlichen Impedanzverlaufs bei diskreten Frequenzen, z. B. HFR
  • Galvanostatic Current Charging Method (GCM) zeitgleich an Gesamtstapel und bis zu 80 Einzelzellen zur Ermittlung der elektrochemisch aktiven Oberfläche, der Doppelschichtkapazität sowie des Wasserstoffcrossovers
  • Einbindung externer Messtechnik zur ortsaufgelösten Erfassung der Stromdichteverteilung möglich
• Durchführung automatisierter Dauertests mit kundenspezifischen Lastprofilen anodenseitig wahlweise im Durchfluss- oder Rezyklierbetrieb
• Entwicklung von Kalt- und Froststartstrategien mit experimenteller Validierung

Brennstoffzellenstacks und -systeme

Ex-situ-Analyse von Brennstoffzellen- und Elektrolysekomponenten wie Katalysatorschichten, Gasdiffusionslagen/Porösen Transportlagen, Membranen oder Bipolarplatten mit Hilfe von:

• Focused Ion Beam Rasterelektronenmikroskopie (FIB-SEM) und Energy Dispersive X-Ray (EDX)
• Inductively Coupled Plasma-Mass Spectroscopy (ICP-MS)
• Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF)
• NAP-XPS
• Laserprofilometer
• Laserscanning Mikroskopie
• Stickstoff-Adsorptions-Porosimetrie
• Korrosionsstrommessung
• Kontaktwiderstandsmessung 
• und mehr

Charakterisierung von Brennstoffzellen

Flyer: Hydrogen Technologies Ex-situ Analytics