Projekte
INSPIRE - Integration of Novel Stack Components for Performance, Improved Durability and Lower Cost
Projektbeschreibung
Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Integration hochentwickelter zentraler Komponenten für die Polymerelektroyletmembran-Brennstoffzellen (PEMFC), viele aus aktuellen FCU JU Projekten, in einen Automobilstack mit einer BOL Performance von 1.5 W/cm2 bei 0.6V, <10% Leistungsverlust nach 6,000 Stunden und mit Kosten von unter €50/kW bei einer Produktionsmenge von 50,000 Stück pro Jahr. Dies wird erreicht durch ein führendes Konsortium aus Industrie- und universitären Partnern mit Expertise in Design und Herstellung von PEMFC-Stacks, deren Komponenten und Materialien. Es werden Komponenten verwendet, welche die entscheidenden Kenngrößen erreichen können, z.B. Katalysatormaterialien mit Massenaktivität von 0.44 A/mg Pt. Der Fokus liegt auf der Integration zentraler Komponenten und der Optimierung der Grenzschichten hinsichtlich Elektrochemie, Stoff- und Wärmeübertragung und mechanischer Interaktion. Mehrere Iterationen von fortgeschrittenen Stackdesigns werden untersucht. Der Entwicklungsfluss der Projektarbeit ist optimiert, beginnend mit der Auswahl eines hochentwickelten Katalysators, der dann in die Entwicklung der Katalysatorschicht einfließt, um zusammen mit der Membran als Catalyst-Coated-Membrane (CCM) vermessen zu werden. Die CCMs zusammen mit Gasdiffusionsschichten werden für die Entwicklung der Bipolarplatten und weiterer Stack-Komponenten verwendet. Das Projekt umfasst alle obligatorischen und optionalen Ziele des FCH 2 JU Arbeitsplans. Performance und Beständigkeit werden in Einzelzellentests bis zum Stack hin mit Standardprotokollen evaluiert. Degradation wird mit Stabilitätstests, Strukturaufnahmen und Modellierung untersucht. Schnittstellen und Spezifizierungsangleichung ist ein wichtiger Bestandteil, welcher mit in die Kostenevaluation neuer Bauweisen und Synthesemethoden integriert wird. Demontage und Recycling zur Rückgewinnung und Wiederbenutzung kritischer Brennstoffzellenkomponenten wird in der Kostenanalyse berücksichtigt.
Laufzeit
01.05.2016 bis 30.04.2019
Projektleitung
Dr. Severin Vierrath (Prof. Dr. Roland Zengerle)
Ansprechpartner/in
Dr. S. Vierrath
Telefon:0761 / 203-54060
E-Mail:severin.vierrath@imtek.uni-freiburg.de
Kooperationspartner
Johnson Matthey Fuel Cells Limited: www.jmfuelcells.com
BMW Group: www.bmw.com
Dana Holding Corp: www.dana.com
SGL Carbon GmbH: www.sglgroup.com
CNRS Montpellier: www.aime.icgm.fr
Technical University of Munich: www.ecrg.tum.de
Technical University of Berlin: www.tu-berlin.de
University of Freiburg – IMTEK: www.imtek.de
VTT: www.vttresearch.com
Pretexo: www.pretexo.com
Finanzierung
FCH-JU H2020
Schlagworte
Brennstoffzellen, Tomographie, fuel cells, tomography