Task 22 "Polymer Elektrolyt Brennstoffzellen"
Zur Verlangsamung der Alterung von Polymer-Elektrolyt-Membran Brennstoffzellen (PEMFC), ist ein tiefgehendes Verständnis der Schädigungsmechanismen von Membran und Elektroden dringend erforderlich. Von besonderem Interesse sind in diesem Zusammenhang die Schädigungseffekte in Abhängigkeit von den Betriebsparametern und den verwendeten Komponenten in der Zelle. Der Einfluss der Variation von unterschiedlichen Betriebsparametern, wie zum Beispiel Druck, Befeuchtung und Stromdichte auf die Lebensdauer von Membranen und Elektroden werden untersucht und in einem Modell veranschaulicht.
Besonders schädigende Betriebsbedingungen:
- niedrige Stromdichten
- hoch dynamischen Betrieb mit steilen Spannungsrampen
- Anpressdruckunterschiede
- Verarmung von Reaktionsgasen
- ungleiche relative Feuchtigkeiten
- wechselnde Temperaturen
Durch die Aufstellung von Membrandegradationsmodellen wird versucht, die Pinhole-Bildung, die zum Ausfall des gesamten Brennstoffzellenstapels führt, unter besonderer Berücksichtigung des Einflusses von schädlichen Betriebsbedingungen, vorherzusagen.
Weitere Untersuchungen umfassen die Erhöhung der Lebensdauer bzw. die Verminderung der Degradation von alternativen Membran und Elektrodenmaterialien für PEMFC Anwendungen.