BI-FIT - Break-in for fuel cells initializing and testing

Abstract

Die Aktivierung von Brennstoffzellenstapeln (Break-In) ist in der zum Projektbeginn üblichen Vorgehensweise ein zeitaufwändiger Prozess, der sich über mehrere Stunden hinzieht. Im Verlauf des Prozesses wird einerseits die Elektrolytmembran Membran-Elektrodeneinheit (MEA) durchfeuchtet und so den Innenwiderstand der Zelle gesenkt und andererseits werden in den Elektroden verbliebene Produktionsrückstände der MEA mobilisiert und aus der Zelle bzw. dem Stapel ausgeschwemmt. Das Ziel der Forschungsarbeiten am ZSW ist die Entwicklung und Durchführung von Break-In Prozeduren an Vollformatkurzstapeln, die zu einer Verkürzung der Dauer der Erstinbetriebnahme führen und keine negativen Auswirkungen auf die Lebensdauer des Stapels haben. Ausgehend von Überlegungen zu den während der Inbetriebnahmephase ablaufenden Prozessen, werden Vorgehensweisen definiert, die den Stapel schnell in den gewünschten Betriebszustand versetzen. Am Ende der verkürzten Inbetriebnahmeprozedeur soll der Stapel eine mit der bislang genutzten Prozedur identische Leistungscharakteristik und eine gleichmäßige Verteilung der Zellspannungen aufweisen. Im Verlauf des Vorhabens werden daher die Abhängigkeiten der Abläufe von Inbetriebnahmeprozeduren auf die Leistungscharakteristik, Zellspannungshomogenität und das Degradationsverhalten unter dynamischer Belastung untersucht. Fallweise wird die Stromdichte und Temperaturverteilung über die Zellfläche ermittelt.