Entwicklung und Erprobung wirtschaftlicher Fertigungsverfahren fuer ein PEM-Brennstoffzellensystem. Teilbericht 1: Gasdiffusionsschicht. 2: Bipolarplatte. 3: Entwicklung und Erprobung wirtschaftlicher Fertigungsverfahren fuer ein PEM-Brennstoffzellensystem Abschlussbericht Projektphase 1

SGL is working on the fundamentals for economically efficient industrial-scale production of carbon components for a PEM fuel cell system. Key issues are low-cost materials and production techniques for gas diffusion electrodes and bipolar plates as well as a simplified stack construction without complex cooling and lighting systems and with noncompressed air. Further aspects are consequent abandoning of halogentated polymer electrolyte membranes and the use of alternative polymer systems developed in the course of the Hoechst fuel cell project. Components will be developed from 2kW and 12 kW to a 50 kW prototype stack. The present partial report goes into the problem of gas diffusion layers which have to fulfill several different functions, namely diffusion of combustion gases and off-gases as well as pressure stability and electric conductivity. Further, the material must be corrosion-resistant in order to achieve long-term stability at elevated temperatures in a moist climateAm Beispiel eines PEM-Brennstoffzellensystems sollen bei SGL die Grundlagen fuer eine wirtschaftliche Massenfertigung der notwendigen Kohlenstoffkomponenten entwickelt werden. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Konzipierung kostenguenstiger Materialien und Fertigungstechniken fuer die Herstellung von Gasdiffusionselektroden und Bipolarplatten und auf der Vereinfachung der Stack-Konstruktion u.a. durch den Verzicht auf komplizierte Kuehl- und Befeuchtungssysteme und die Verwendung druckloser Luft. Ein weiterer Gesichtspunkt fuer die preiswerte Realisierung dieses elektrochemischen Energiewandlersystems ist der konsequente Verzicht auf die z.Z. existierenden halogenhaltigen Polymerelektrolytmembranen und der Einsatz alternativer Polymersysteme, wie sie im Rahmen des Brennstoffzellen-Leitprojekts von Hoechst entwickelt wurden. Die Leistungsfaehigkeit der Komponenten soll unter Pruefbedingungen stufenweise z.B. ueber 2 KW- und 12 KW-Zwischenstadien bis zur Zielgroesse eines 50 kW Prototypen-Stacks nachgewiesen werden. In diesem Teilabschnitt des vorliegenden Berichtes wird auf die Problematik der Gasdiffusionsschichten eingegangen, die verschiedene Funktionen zu erfuellen hat, naemlich die Brenn- und Abgase zum und weg vom Reaktionsort diffundieren zu lassen bei gleichzeitiger Druckstabilitaet und elektrischer Leitfaehigkeit. Daneben muss das Material korrosionsfest sein, um in dem feuchten Klima bei erhoehten Temperaturen die geforderte Langzeitstabilitaet zu bringen. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F99B928+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany)DEGerman