Perspektive für Brennstoffzellenfahrzeuge im Serieneinsatz
Gemeinsam mit der Daimler AG, ThyssenKrupp, dem Max-Planck-Institut für Eisenforschung und dem Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST erforscht das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Technologien zur Herstellung hocheffizienter metallischer Bipolarplatten für Brennstoffzellenfahrzeuge.
Das Projekt „Metallische bipolare Platten aus beschichteten Hochleistungswerkstoffen – miniBIP“ hat ein Gesamtbudget von 5,15 Mio. € und eine Laufzeit von 42 Monaten und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert.
Rein batteriebetriebene Fahrzeuge besitzen derzeit nur eine geringe Reichweite, die Ladezeiten sind vergleichsweise lang. Wasserstoffbetriebene Brennstoffzellenfahrzeuge bieten dagegen schon heute 400 km Reichweite und Tankzeiten, die nur geringfügig höher sind als beim gewohnten Tankstopp.
In einem Auto müssen jedoch zwischen 50 und 200 Brennstoffzellen zu einem Stack gestapelt werden, um genügend Leistung zu erzeugen. Jede dieser Zellen besitzt zwei Bipolarplatten, die dafür sorgen, dass Wasserstoff und Sauerstoff antransportiert und Wasser, Strom und Abwärme abgeführt werden. Bisher wurden diese Bipolarplatten aus Graphit oder einem graphithaltigen Kunststoff gefertigt. Benutzt man stattdessen Edelstahl, könnte man die Bipolarplatten kleiner, leichter, schneller und zudem billiger fertigen. Um die Vorteile des Edelstahls nutzen zu können, muss jedoch die Bildung einer Passivschicht vermieden und seine Oberfläche leitfähiger werden, ohne die Korrosionsbeständigkeit zu beeinträchtigen.
Ziel des Forschungsprojektes ist eine Oberflächenmodifikation, um die störende Passivschicht auf Edelstahl, die mindestens 10 % der erzeugten Spannung verbraucht, zu verhindern. So kombiniert man die Vorteile von Edelstahl und Graphit, ohne ihre Nachteile in Kauf zu nehmen. Mit dem erfolgreichen Projektabschluss rückt die elektro-mobile Zukunft einen guten Schritt näher.
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