Erster kostengünstiger Prozess für die Massenproduktion von Mikrobrennstoffzellen entwickelt

Wurde die Brennstoffzelle hierbei als eine der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts gepriesen, fehlten bislang schlüssige, miniaturisierte Lösungen, die sich in Masse produzieren lassen.

Unter der Koordination des Fraunhofer IZM gelang es nun einem Industriekonsortium, eine durchgängige Produktionskette für PEM-Mikrobrennstoffzellen zu demonstrieren, die eine kostengünstige Herstellung im Sekundentakt ermöglicht. In dem Ende Juni erfolgreich abgeschlossenen vom BMBF geförderten Projekt wurde eine Mikrobrennstoffzelle mit selbst regelnden Wasserstofferzeugern kombiniert, wodurch das Komplettsystem nur wenige Kubikzentimeter misst und eine Energiedichte erzielt, die zur Zeit 40 % über der von Alkali-Mangan-Batterien liegt.

In der Massenfertigung ergeben sich dabei für eine Brennstoffzelle mit etwa 2 cm² aktiver Fläche Kosten von ca. 4,50 € pro Stück.

„Neben dem Kostenfaktor und der höheren Ausbeute ist das System außerdem extrem dünn und mechanisch stabil, um in beliebigen Geräten und Mikrosystemen Platz zu finden“, so Dr.-Ing. Robert Hahn. Erreicht wurde dies durch ein planares Design mehrerer in Serie verschalteter Einzelzellen, für die eine einheitliche Ionenleiter-Membran verwendet wird.

Aufgrund der überaus feinen Strukturierung der Stromableiter konnte außerdem auf die sonst üblichen Gasdiffusionsschichten verzichtet werden, welche gewöhnlich die Medien gleichmäßig an die Folie führen.

Die komplette Fertigungstechnik der Mikrobrennstoffzelle basiert auf hochproduktiven Rolle-zu-Rolle-Techniken. Während der Anoden-Stromableiter als Endlosband existiert, werden die Membran-Elektrode-Einheit und der Kathoden-Stromableiter vereinzelt in einem Carriertape zugeführt. Mit Klebstoffen, die eine Aushärtung in 10 Sekunden ermöglichen, wird ein Durchsatz von 1000 bis 2000 Mikrobrennstoffzellen pro Stunde erreicht.

Hiermit wird erstmals eine geschlossene und durchgängige Produktionskette für Mikrobrennstoffzellen realisiert, die eine automatisierte Fertigung in Serie ermöglicht.

Die Forscher des IZM, denen bereits während des Projekts der f-cell-award in Bronze verliehen wurde, und ihre Partner haben sich nun weitere Herausforderungen gesucht: neben der Reduzierung des teuren Edelmetalleinsatzes auf den Stromableitern und einer verbesserten Steuerelektronik sollen noch größere Bauformen der Wasserstoffentwicklungszellen realisiert werden, welche neben der Energie- auch die Leistungsdichte erhöhen. Einer Markteinführung steht dann nichts mehr im Weg.

Media Contact

Georg Weigelt idw

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik

Dieser Fachbereich umfasst die Erzeugung, Übertragung und Umformung von Energie, die Effizienz von Energieerzeugung, Energieumwandlung, Energietransport und letztlich die Energienutzung.

Der innovations-report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Windenergie, Brennstoffzellen, Sonnenenergie, Erdwärme, Erdöl, Gas, Atomtechnik, Alternative Energie, Energieeinsparung, Fusionstechnologie, Wasserstofftechnik und Supraleittechnik.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreib Kommentar

Neueste Beiträge

Lüftung leicht gemacht

Eine einfache Anlage entfernt 90 Prozent potenziell Corona-haltiger Aerosole aus der Raumluft Die Luft in Klassenzimmern und anderen Räumen von infektiösen Aerosolen zu befreien, wird künftig deutlich einfacher. Forschende des…

Krebsforscher trainieren weiße Blutkörperchen für Attacken gegen Tumorzellen

Wissenschaftler am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) und der Hochschulmedizin Dresden konnten gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam erstmals zeigen, dass sich bestimmte weiße Blutkörperchen – so genannte Neutrophile Granulozyten…

CAPTN Future Zukunftscluster reicht Vollantrag ein

Autonomer öffentlicher Nahverkehr könnte in Kiel Realität werden Im Februar dieses Jahres gab das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) die Finalisten im Wettbewerb um die Innovationsnetzwerke der Zukunft bekannt….

By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close