FLUID – Fluor-freie Befeuchtermembran und innovatives Membranwickelelement für die Kathodenluftbefeuchtung in PEM-Brennstoffzellen“

Ein wesentlicher Faktor für die Leistung und Langzeitstabilität von Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM) Brennstoffzellen ist das Wassermanagement in der Brennstoffzelle. Der (Kathoden-) Luftbefeuchter spielt dabei eine zentrale Rolle. Im Rahmen des Vorhabens sollen am IGB insbesondere neuartige Fluor-freie Flachmembranen entwickelt und validiert werden.

© Fraunhofer IGB

Ein wesentlicher Faktor für die Leistung und Langzeitstabilität von Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM) Brennstoffzellen ist das Wassermanagement in der Brennstoffzelle. Dabei ist derzeit die Hohlfasermembran-basierte Kathodenluftbefeuchtung der anerkannte Stand der Technik bei kommerziellen Brennstoffzellsystemen. Die Industrialisierung von Brennstoffzellen wird in Europa kurz- und mittelfristig hauptsächlich in mobilen Anwendungen erfolgen, wobei ein Fokus auf dem Einsatz im Transport und bei langen Reichweiten wie beispielsweise im Schwerlastverkehr liegen wird. Beispiele solcher »Heavy Duty Vehicles« (HDV) sind neben LKW, der öffentliche Transport, wie Bus und Zug, die maritime und alle Luftfahrt-Anwendungen. Damit verbunden sind deutlich erhöhte Anforderungen an die Lebensdauer und Verlässlichkeit des Systems und damit auch an den Befeuchter. Für diese Anwendungen werden große Reichweiten und lange Standzeiten gefordert. Das System wird auf einen optimalen Betriebspunkt ausgelegt, bei dem die Wirtschaftlichkeit klar im Vordergrund steht und somit das Gesamtsystem hocheffizient sein muss. Der (Kathoden-)Luftbefeuchter spielt dabei eine zentrale Rolle.

Im Rahmen des Vorhabens sollen am IGB insbesondere neuartige Fluor-freie Flachmembranen entwickelt und validiert werden. Die im Bereich der Brennstoffzellenbefeuchtung neuartigen Fluor-freien Polymere sowie der Befeuchtungsprozess sollen im weiteren Verlauf optimiert und auf die Langzeitbeständigkeit geprüft werden.

Projektinformationen

Projekttitel

FLUID – Fluor-freie Befeuchtermembran und innovatives Membranwickelelement für die Kathodenluftbefeuchtung in PEM-Brennstoffzellen

 

Projektlaufzeit

September 2022 – August 2025

 

Projektpartner

  • FUMATECH BWT GmbH (Koordinator)
  • BASF SE
  • Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
  • Deutsche Institut für Textil- und Faserforschung Denkendorf
  • Spiraltec GmbH

Förderung

Wir danken dem Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWi) für die Förderung des Projektes »FLUID«, Förderkennzeichen 03EN5030B.