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Teilprojekt Herstellung von CCM und MEA auf Basis von Fumapem Membranen für den Brennstoffzelleneinsatz

Das Projekt "Teilprojekt Herstellung von CCM und MEA auf Basis von Fumapem Membranen für den Brennstoffzelleneinsatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FuMA-Tech Gesellschaft für funktionelle Membranen und Anlagentechnologie mbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es ein Verfahren zu entwickeln, welche es ermöglicht, den Stoffkreislauf für Edelmetalle und Polymermembranen komplett zu schließen und diese wertvollen Grundmaterialien in die Produktionskreisläufe zurückzuführen. Die Edelmetalle werden auf Kohlenstoffträgern beschichtet und die Polymere der Membranen auf eine mögliche Rückgewinnung getestet. Die Leistung der rezyklisierten Katalysatoren wird in Brennstoffzellenbetrieb in Form von Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) gemessen. Die besten MEA dieser Versuchsreihen werden für die Bestückung der Short-Stack-Systeme verwendet. Die Assemblierung der MEAs wird durch die Herstellung der CCM (catalyst coated membrane) und der GDE (gas-diffusion electrode) vorgenommen. Die CCM und GDE werden mit unterschiedlichen Verfahren hergestellt wobei vier Verfahren untersucht werden. Die Entwicklung soll zeigen, wo die rezyklisierten Katalysatoren im Vergleich mit kommerziellen Katalysatoren stehen. Die Performance der zurückgewinnen Membranpolymere wird in MEA nachgewiesen.

MEAs ohne Befeuchtungsbedarf für PEM Brennstoffzellenbetrieb bei höheren Temperaturen

Das Projekt "MEAs ohne Befeuchtungsbedarf für PEM Brennstoffzellenbetrieb bei höheren Temperaturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Werkstoffe und Verfahren der Energietechnik, Energieverfahrenstechnik durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens sollen in Zusammenarbeit mit der FuMA-Tech GmbH neuartige Membranen entwickelt werden, die den Betrieb bei Temperaturen von 120-130 Grad Celsius und einer relativen Feuchte von 10-25 Prozent erlauben, ohne dabei ihre Leitfähigkeit zu verlieren. Dies würde eine wesentlich vereinfachte Systemtechnik erlauben und dadurch die Markteintritt von Brennstoffzellen beschleunigen. Für diese Membranen sollen weiterhin entsprechende Katalysatorschichten entwickelt werden, die unter den gleichen Betriebsbedingungen den Brennstoff optimal umwandeln können. Dabei ist es wichtig, die neuen Membranmaterialien in die Katalysatorschicht zu integrieren, um auch in der Katalysatorschicht eine hinreichende Ionenleitfähigkeit bei geringer Feuchte gewährleisten zu können. Dazu sind im Forschungszentrum folgende Arbeiten geplant: Entwicklung und Herstellung von Katalysatorschichten aus den neuen Materialien - Erarbeitung eines Testverfahrens und Tests von Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs)Herstellung eines Stacks mit den neuen MEAs Die wirtschaftlichen Erfolgsaussichten sind erheblich, da es bisher keine Membranen gibt, die einen Betrieb bei den genannten Bedingungen erlauben.

Kanadisch-Deutsche Brennstoffzellenkooperation: Verbesserung der Leistung und Alterungsstabilität von Direktmethanol-Brennstoffzellen der kW-Klasse

Das Projekt "Kanadisch-Deutsche Brennstoffzellenkooperation: Verbesserung der Leistung und Alterungsstabilität von Direktmethanol-Brennstoffzellen der kW-Klasse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Das Projekt umfasst zwei Teilvorhaben: 1) Quantifizierung der Alterungsmechanismen der Membran-Elektroden-Einheiten in der Direkt-Methanol-Brennstoffzelle (DMFC) bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen, um daraus Aussagen für eine optimierte Betriebführung bzgl. reduzierter Degradation zu erhalten. 2) Charakterisierung neuartiger Membranen, welche aufgrund des verminderten Methanoltransports und den daraus geringeren parasitären Strömen vielversprechend für die DMFC-Anwendung sind. In Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Jülich (FZJ) werden MEAs nach Langzeittests auf lokale Degradation untersucht. Dazu untersucht das Fraunhofer ISE in einer speziellen Testzelle mit Referenzelektroden MEAs mittels dynamischer Messmethoden wie der Elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS). Zur Charakterisierung von neuartigen Membranen, den sogenannten 'hydrocarbon membranes', welche vom FZJ präpariert werden, wird auch die EIS herangezogen. Mit Hilfe modellbasierter Auswertung der gemessenen Spektren sollen Frage bzgl. Methanol-Crossover, parasitäre Ströme, Elektrodenanbindung beantwortet werden, um das technische Potential dieser Membranen zu bestimmen und Verbesserungsvorschläge für die Präparation geben zu können.

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