// Fahrzeugtaugliche MEAs der nächsten Generation

Im von der Europäischen Union geförderten Projekt „Next Generation AutomotIve membrane electrode Assemblies (GAIA)“ besteht die Aufgabe des ZSW darin, Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Komponenten in einer Brennstoffzelle zu untersuchen sowie Leistungs- und Lebensdauertests an verschiedenen von Industriepartnern bereitgestellten Brennstoffzellen-Stacks durchzuführen.

Erste Tests an Brennstoffzellen mit unterschiedlichen Gasdiffusionslagen (GDL) zeigten eine unerwartet starke Abhängigkeit der Zell-Leistungscharakteristik bei hohen Stromdichten je nach Kombination des Gasverteilerfeldes und Graphitisierungsgrad der Gasdiffusionslage. Die Abbildung unten zeigt einen Vergleich der Leistungscharakteristik von Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) mit nicht graphitisierter Gasdiffusionslage (GDL 1) und graphitisierter Gasdiffusionslage (GDL 2), die in Zellen mit verschiedenen Gasverteilerfeldern unter feuchten Betriebsbedingungen aufgenommenen wurden. Man erkennt in Hardware 1 und 2 ein deutliches Abknicken der Strom-Spannungskurve bei hohen Stromdichten, was auf Stofftransporthemmungen durch Wechselwirkungen der Gasdiffusionslagen mit den Gasverteilerfeldern hindeutet. In Hardware 3 hingegen verläuft die Strom-Spannungskurve bei höheren Spannungen. Die beschriebene Sensitivität kann auf Schwierigkeiten beim Austrag von Flüssigwasser vor allem in Hardware 1 zurückgeführt werden. Dieser Befund wird durch Betrieb bei höherer Temperatur und geringerer Gasbefeuchtung bestätigt.

Ansprechpartner

Dr. Ludwig Jörissen
+49 731 9530-605
Vergleich der Strom-Spannungskurven bei Verwendung von Einzelzellen mit verschiedenen Gasverteilerstrukturen. GDL 1: nicht graphitisiert, GDL 2: graphitisiert.
Vergleich der Strom-Spannungskurven bei Verwendung von Einzelzellen mit verschiedenen Gasverteilerstrukturen.
GDL 1: nicht graphitisiert, GDL 2: graphitisiert.

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