Werkstoffe für Gedruckte Systeme

Gruppe

Lebensdauer- und Zyklentests an MEAs

Thema

Fig. 2: Keramische Halterung für ESC-MEAs.

Keramische Halterung für ESC-MEAs.

Fig. 1 Stromdichte (j) bei einer Zellspannung von 0,7 V, korrigierter Zellwiderstand (R’) und Zelltemperatur (T) in Abhängigkeit der Anzahl an Thermozyklen (Ziffern)

Stromdichte (j) bei einer Zellspannung von 0,7 V, korrigierter Zellwiderstand (R’) und Zelltemperatur (T) in Abhängigkeit der Anzahl an Thermozyklen (Ziffern)

Membrane-Electrode-Assembly oder MEA ist ein wesentlicher Bestandteil der Brennstoffzelle. An diesem Element erfolgt die Energiewandlung und deren Lebensdauer ist für Stack-Betrieb entscheidend. Die MEAs werden entsprechend ihrem Trägersubstrat klassifiziert: ESC – Elektrolyt-getragene Zelle, ASC – Anodensubstrat-getragene Zelle, MSC – Metallsubstrat-getragene Zelle. Alle Zelltypen haben eines gemeinsam: sie sollen unter Betriebsbedingungen einen möglichst geringen Innenwiderstand (ASR – area specific resistance) zeigen und kaum degradieren (<0,5% / 1000h Leistungsverlust). Da die Prüfung bei hoher Temperatur stattfindet und die zulässigen Degradationsraten sehr gering sind, erfordert es eine spezielle Technik, um die geringfügige Leistungsänderungen zu registrieren und deren Ursachen zuzuordnen. Hierfür gibt es am IKTS MEA-Prüfstände die eine zuverlässige MEA-Charakterisierung (inkl. Aufnahme und Auswertung von Impedanzspektren) erlauben. Die spezielle Schliffpräparation für Sichtbarmachung der Änderungen an MEA-Grenzflächen hilft weiter, die Ursachen der Degradation zu verstehen.

 

Leistungsangebot

 

  • Elektrochemische MEA-Charakterisierung
  • Langzeit- und Zyklentests von MEAs
  • Post-mortem-analyse und Ermittlung von Degradationsursachen