Wirtschaftliche Fertigung metallischer Bipolarplatten

Herausforderung

Der Einsatz von PEM-Brennstoffzellen (Polymerelektrolyt-­Membran-Brennstoffzellen) bietet vielversprechende Perspektiven für die stationäre Energieerzeugung, die Elektromobilität und die Reduzierung der Abhängigkeit von fossilen Brenn­stoffen, wird derzeit jedoch durch die kostenintensive Groß­serienproduktion eingeschränkt. Die Bipolarplatte (BPP) ist eine der kostenintensivsten Komponenten in der PEM-Brennstoffzelle. Aufgrund ihrer Einsatz­bedingungen ist sie hohen Anforderungen hinsichtlich elektrischer Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit ausgesetzt. Die Verbesserung dieser Eigenschaften, die Erhöhung der Lebensdauer sowie die wirtschaftliche Herstellung durch die Entwicklung und Erprobung neuer Herstellungsmethoden metallischer BPP stehen im Fokus des Projekts »BPP-Schicht«. Im Rahmen des Projekts werden zwei unterschiedliche Lösungswege verfolgt, die jeweils unterschiedliche Beschichtungs- und Form­gebungsverfahren wie z. B. die Hohlprägung oder das Hydroforming kombinieren. 

Lösung

Der Lösungsansatz des Fraunhofer IST im Projekt »Entwicklung von Fertigungsprozessfolgen für beschichtete metallische Bipolarplatten für Brennstoffzellen höchster Qualität und Energieeffizienz« basiert auf metallischen, mit Titan beschichteten Folien, die nach der Umformung durch eine Plasmadiffusionsbehandlung funktionalisiert werden. Dadurch sollen die durch die Umformung verursachten Defekte minimiert und gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit verbessert werden. 

Mehrwert

Die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Ansätze wird bei unterschiedlichen Umformvorgängen untersucht. Ziel ist die Entwicklung eines kostengünstigen, effizienten und skalierbaren Produktionsprozesses für BPP. Auf diese Weise soll die Herstellung von Schlüsselkomponenten für die Nutzung von grünem Wasserstoff entwickelt und damit ein Beitrag zur Energie­wende in Deutschland und Europa geleistet werden.