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Dipl.-Ing. Jens Wartmann
Abteilungsleiter
Abteilung Mikrosysteme und Strömungsmechanik
Tel.: +49-203-7598-3336
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3D-Siebdruck-Bipolarplatten
Herstellung komplexer, funktionaler Edelstahlbauteile für miniaturisierte Brennstoffzellen
Für Brennstoffzellen in portablen Anwendungen sind neuartige Verfahren zur Herstellung von flachen und gleichzeitig stabilen Bipolarelementen notwendig. In Kooperation mit dem Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Materialforschung (IFAM) werden metallische Bipolarplatten auf Basis eines weiterentwickelten 3D-Siebdruckprozesses konsequent für die Bedürfnisse der Brennstoffzelle weiterentwickelt. Dabei werden Vorteile dieser Technik, wie z.B. die Realisierung von Kanalhinterschneidungen oder der Erzeugung überdruckter Holräume innerhalb eines dünnen Bauelementes gezielt ausgenutzt. Da im Fall von miniaturisierten Brennstoffzellen die absoluten Größendimensionen der jeweiligen Platten deutlich unter den Abmessungen gängiger Drucksiebe liegen, können in jedem Druckvorgang gleich mehrere Platten simultan hergestellt und hohe Stückzahlen erzielt werden.
Durch feine Maschung der Drucksiebe lassen sich sogar Mikrostrukturen unmittelbar auf den Bauteilen erzeugen. Mit dem metallischen 3D-Siebdruck wird ein innovatives und massenfertigungstaugliches Verfahren entwickelt, durch das funktionsoptimierte metallische Bipolarplatten auch für andere Brennstoffzellentypen (DMFC, SOFC, MCFC) kostengünstig gefertigt werden können.
Charakteristika der 3D-Siebdruck Bipolarplatten
- Unterschiedlich dimensionierte und strukturierte aktive Flächen: 1 - 16 cm2
- flexible Plattenstärken bis unter einem Millimeter
- kleinste realisierte Strukturgröße auf den Platten: 175 µm
- angestrebter Einsatzbereich: passive und aktive PEMFC-Systeme im ein- & zweistelligen Wattbereich (z. B. tragbare Energiemodule)
Das Forschungsvorhaben 15784 BG des IUTA ("Entwicklung eines 3D-Siebdruckverfahrens zur Herstellung metallischer Bipolarplatten für Mikrobrennstoffzellen", 09/2008 - 08/2010) wird im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) über die AiF gefördert.
