Membran-Direktbeschichtung

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Demonstration des Prototyp(-systems) in Einsatzumgebung

Beschreibung

Im Kontext einer PEM-Brennstoffzelle zielt die Membran-Direktbeschichtung auf ein direktes Auftragen der Katalysatorschicht auf die Polymermembran ab. Gegenwärtiger Stand der Technik ist die indirekte Beschichtung der Membran. Hierbei wird eine Transferfolie (engl. Decal) beschichtet, wobei die anschließend getrocknete Katalysatorschicht durch Heißpressen auf die Membran übertragen wird.

Die Direktbeschichtung wird derzeit in ersten Industrieanlagen realisiert und war zuletzt Forschungsgegenstand im Projekt „DirectCCM“. Von den Vorteilen einer Direktbeschichtung könnten zukünftig elektrische Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb (Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) profitieren.

Chancen
  • Komponenten wie Transferfolie (Decal) können entfallen
  • Durch die direkte Beschichtung wird im Vergleich zum Decal-Verfahren der zeitaufwendige Prozessschritt des Heißpressens eingespart
  • Hohes Potential zum Hochskalieren der MEA3L Fertigungslinie
  • Verbesserte Möglichkeit zur Einsparung von Prozessabfällen
Herausforderungen
  • Das Quellverhalten der PEM im Kontakt mit der Katalysatortinte stellt eine erhebliche Bahnführungs-Herausforderung dar, vor allem für dünne PEMs.
  • Zum jetzigen Zeitpunkt existiert kein für die Direktbeschichtung optimiertes Trocknungsverfahren.
  • Materialverfügbarkeiten (z.B. der PEM) limitieren derzeit stark die Rolle-zu-Rolle Ausbringungsmenge
Quellen:
  • Neugebauer, Reimund (2022): Wasserstofftechnologien. Wiesbaden: Springer Vieweg.
  • NOW GmbH (2022): DirectCCM. Online verfügbar unter DirectCCM – NOW GmbH (now-gmbh.de), zuletzt geprüft am 14.01.2024

Trend

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