Das Projekt "Teilvorhaben 'Chemische Einflüsse von Substratvorbehandlung und Silanisierung auf EP(D)M-Eigenschaften'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Abteilung Analytische Chemie durchgeführt. Im Rahmen dieses SILA-PEM-Forschungsprojektes sollen neuartige Dichtwerkstoff-Stack-Konzepte für den Einsatz in Brennstoffzellen des Typs PEMFC entwickelt werden. Notwendig ist die Entwicklung eines elastomeren Dichtwerkstoffes, der ein verbessertes technisches Eigenschaftsprofil, höhere chemische Beständigkeiten und eine längere Lebensdauer in Form statischen Langzeit-Dichtkraftverhaltens bietet. Zudem sollen Optimierungen im Design der Stackauslegung und des Dichtungsprofils die Effizienz erhöhen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklungsunterstützung und Umsetzung des großtechnischen Scale-ups eines Dichtungsmaterials für PEM-Brennstoffzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gummiwerk KRAIBURG GmbH & Co. KG durchgeführt. In Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzellen (PEFC) werden Dichtungen eingesetzt um Medienräume gegeneinander und zur Umgebung hin abzudichten. Die Umgebungsbedingungen in Brennstoffzellen stellen hohe Anforderungen an die Werkstoffe. Es müssen daher technisch leistungsfähige Werkstoffe eingesetzt werden und gleichzeitig die ambitionierten Kostenziele, insbesondere für die Anwendung in mobilen Anwendungen, eingehalten werden. Um diese Anforderungen zu erfüllen müssen neue Werkstoffe entwickelt werden. Im Rahmen dieses Projektes sollen auf Basis von Polyolefinen (z.B. EPDM) vor allem alternative Reaktionsmechanismen zur Vernetzung gefunden werden, mit denen Prozesszeiten erreicht werden können die zur Erreichung der Kostenziele erforderlich sind. Die bisher v.a. eingesetzte radikalische Vernetzungsreaktion von EPDM muss dabei ersetzt werden, da dadurch Nebenprodukte entstehen, die der Funktion der Brennstoffzelle abträglich sein können. Außerdem soll das reaktive Mischen im Pressmischer als alternative Compounding-Technologie erprobt werden. Der im Rahmen dieses Projektes entwickelte Dichtungswerkstoff soll abschließend auf einer kommerziellen metallischen Bipolarplatte integriert und deren Funktion im Betrieb validiert werden. Der Anteil von Gummiwerk KRAIBURG besteht in der Material- und rezepturtechnischen Unterstützung während der Entwicklungsphase. Dazu wird prozesstechnisches Know-How aus dem Compoundierung von Kautschuk-Materialien einfließen. Weitere Schwerpunkte liegen in der rheologischen und technischen Beurteilung der Entwicklungsergebnisse hinsichtlich der wirtschaftlichen Herstellung der neuen Rezepturen sowie im finalen Scale-Up in eine wirtschaftlich nutzbare Größenordnung.
Das Projekt "Teilvorhaben Entwicklung vernetzbarer Pfropfcopolymerisate aus EPM- und EPDM-Polymeren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Reutlingen, Fakultät Angewandte Chemie durchgeführt. Im Rahmen dieses SILA-PEM-Forschungsprojektes sollen neuartige Dichtwerkstoff-Stack-Konzepte für den Einsatz in Brennstoffzellen des Typs PEMFC entwickelt werden. Notwendig ist die Entwicklung eines elastomeren Dichtwerkstoffes, der ein verbessertes technisches Eigenschaftsprofil, höhere chemische Beständigkeiten und eine längere Lebensdauer in Form statischem Langzeit-Dichtkraftverhaltens bietet. Zudem sollen Optimierungen im Design der Stackauslegung und des Dichtungsprofils die Effizienz erhöhen. s. EK
Das Projekt "Teilvorhaben: Designoptimierungen begleitend zum neuen Elastomerwerkstoff, Erprobungsversuche am Bauteil Brennstoffzelle, Lebensdauersimulationen und Mischungscompounding" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ElringKlinger AG durchgeführt. In Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzellen (PEFC) werden Dichtungen eingesetzt um Medienräume gegeneinander und zur Umgebung hin abzudichten. Die Umgebungsbedingungen in Brennstoffzellen stellen hohe Anforderungen an die Werkstoffe. Es müssen daher technisch leistungsfähige Werkstoffe eingesetzt werden und gleichzeitig die ambitionierten Kostenziele, insbesondere für die Anwendung in mobilen Anwendungen, eingehalten werden. Um diese Anforderungen zu erfüllen müssen neue Werkstoffe entwickelt werden. Im Rahmen dieses Projektes sollen auf Basis von Polyolefinen (z. B. EPDM) vor allem alternative Reaktionsmechanismen zur Vernetzung gefunden werden, mit denen Prozesszeiten erreicht werden können, die zur Erreichung der Kostenziele erforderlich sind. Die bisher v. a. eingesetzte radikalische Vernetzungsreaktion von EPDM muss dabei ersetzt werden, da dadurch Nebenprodukte entstehen, die der Funktion der Brennstoffzelle abträglich sein können. Außerdem soll das reaktive Mischen im Pressmischer als alternative Compounding-Technologie erprobt werden. Der im Rahmen dieses Projektes entwickelte Dichtungswerkstoff soll abschließend auf einer kommerziellen metallischen Bipolarplatte integriert und deren Funktion im Betrieb validiert werden. - Modifizierung von Polyolefin-Kautschuk für die Anwendung in der PEFC o Grafting der Einzelkomponenten o Entwicklung der Kondensations- und Additionsvernetzung o Reaktives Mischen - Erprobung von Haftvermittler für additionsvernetzende Polymere - Haftungsoptimierung der metallischen Substratkomponente - Elastomere Spritzgießtechnologie im Injection Moulding Verfahren - Erprobung und Validierung des Dichtungswerkstoffes unter Brennstoffzellenbedingungen - Applikation der Dichtung auf der metallischen Bipolarplatte eines PEFC-Brennstoffzellenstacks und Erprobung im anwendungsnahen Betrieb.