ProStrom - Produktions- und strukturoptimiertes Metall-Strömungsfeld für Bipolarplatten

Abstract

Um die Leistung von Brennstoffzellensystemen in mobilen Anwendungen zu steigern, wird das Potenzial von Streckmetallen als Strömungsfeldeinleger auf der Kathodenseite von Brennstoffzellen Bipolarplatten untersucht. Zunächst werden ex-situ Tests an verschiedenen Streckmetallstrukturen durchgeführt, um die thermischen, elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Streckmetallstrukturen im Zusammenspiel mit unterschiedlichen Gasdiffusionslagen zu bewerten. Zur Beurteilung ihres Leistungspotenzials werden numerische Optimierungsverfahren, CFD-Simulationen und in-situ Tests mit unterschiedlichen Zellformaten eingesetzt. Die ausgewählten Streckmetalle werden anschließend in ein angepasstes Bipolarplattendesign integriert und durch Short-Stack-Tests mit einem Steg-Kanal-Design verglichen. Simulationen und Experimente zeigen, dass Brennstoffzellen mit Streckmetallen bei hohen Strom- und Leistungsdichten vielversprechend sind. Dabei muss jedoch besonderes Augenmerk auf die Minimierung von Druckverlusten und die elektrische Kontaktierung aller Komponenten gelegt werden.