The hydrogen and
fuel cell center
ZBT GmbH

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Dipl.-Ing. Marco Grundler

group leader compound
department fuel cells and systems

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Auslagerung

Materialqualifizierung von Dichtungen und Bipolarplatten

Am ZBT werden Bipolarplatten, Dichtungen und Verbünde aus beiden in Ex-Situ-Untersuchungen hinsichtlich ihrer dauerhaften Eignung in PEM-Brennstoffzellen qualifiziert. Die Dichtung muss unter chemisch aggressiven Bedingungen und anliegendem Potenzial die Dichtheit der Zellen über die gesamte Lebensdauer des Stacks gewährleisten. Durch geeignete Abbildung der Betriebsbedingungen in Ex-Situ-Tests lassen sich Aussagen über die Langzeitstabilität der Komponenten treffen; durch eine entsprechende Intensivierung der Parameter wird eine beschleunigte Alterung realisiert. Somit wird ein Material-Benchmark in verkürzter Zeit ermöglicht.

Für die Ex-Situ-Untersuchungen steht am ZBT eine Test-Infrastruktur zur Verfügung, welche grundsätzlich die Auslagerung in unterschiedlichen Medien unter Gasbeaufschlagung bei verschiedenen Temperaturen erlaubt. Zur Charakterisierung der Langzeitstabilität können verschiedene Analysemethoden herangezogen werden. Hierbei werden die Probenkörper durch folgende physikalische Kennwerte charakterisiert:

  • Masse
  • Dicke
  • Rauheit, Welligkeit (Ra, Wa)
  • E-Modul
  • Nano-Struktur (REM)
  • Elementare Zusammensetzung (EDX)

Für die chemische Charakterisierung der flüssigen Reaktionsmedien können folgende Verfahren angewendet werden:

  • Konduktometrie (Leitfähigkeit des Mediums)
  • Atomspektroskopie (F-AAS, GF-AAS)
  • Ionenchromatographie
Masse- und Dickenänderung von 3 Dichtungsmaterialien
Masse- und Dickenänderung von 3 Dichtungsmaterialien
3D-Aufnahmen der Probenoberfläche vor (links) und nach (rechts) der Auslagerung von 2 Dichtungsmaterialien
3D-Aufnahmen der Probenoberfläche vor (links) und nach (rechts) der Auslagerung von 2 Dichtungsmaterialien
Änderung der elektrischen Leitfähigkeit des Auslagerungsmediums über 500h
Änderung der elektrischen Leitfähigkeit des Auslagerungsmediums über 500h
Auslagerung
Last update:  17.02.2017