FLUID - Fluor-freie Befeuchter-Flachmembran und innovatives Membranwickelelement für die Kathodenluftbefeuchtung in PEM-Brennstoffzellen

Abstract

Im Projekt FLUID wurde die Entwicklung einer fluorfreien Flachmembran für die (Kathoden-)luftbefeuchtung in PEM-Brennstoffzellen untersucht. Ziel war die Herstellung einer leistungsfähigen und mechanisch stabilen Befeuchtermembran für den Einsatz in neuartigen spiralgewundenen Befeuchtermodulen. Im Rahmen des Projektes konnten für die neu entwickelten sPPSU-Ionomere erstmals REACH-konforme Polymerlösungen auf Alkohol-Wasser-Basis identifiziert werden. Zudem wurden zahlreiche Verstärkungsmaterialien untersucht. Dabei zeigte sich, dass die Auswahl geeigneter Kombinationen auf Grund der geringen Anzahl an kommerziell erhältlichen Materialien stark eingeschränkt ist. Durch den Einsatz eines porösen PE-Films als Verstärkung und Zähigkeitsvermittler konnten schließlich mechanisch stabile Membranen hergestellt werden. Die grundsätzliche Machbarkeit fluorfreier Befeuchtermembranen konnte damit nachgewiesen werden und die Membran zeigte in einem statischen CUP-Test eine Wassertransferrate von 0.32 gm-2s-1 auf. Die angestrebten Zielwerte wurden damit noch nicht erreicht. Es besteht noch Entwicklungsbedarf, um die Wasserpermeabilität der hergestellten Befeuchtermembranen weiter zu verbessern.