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Polymerorientierte Elektrochemie

Funktionsprinzip PEFC

Kommisarische Fachgebietsleitung: Dr. rer.nat. Norbert Wagner

Die Polymer-Brennstoffzelle zeichnet sich durch ihre hohe Dynamik und flexiblen Betriebsbedingungen aus. Damit ist diese Technologie sowohl für die Elektromobilität mit Wasserstoff als auch für die stationäre Hausenergieversorgung mit Erdgas gut geeignet. Die Aktivitäten des Fachgebiets konzentrieren sich auf die Entwicklung einer Technologie zur Herstellung von Zellen, die durch Verbesserung des Wassermanagements über einen weiten Temperaturbereich betrieben werden können, und die Integration von in-situ Diagnostik zum sicheren und zuverlässigem Betrieb.

Die Arbeitschwerpunkte sind:

• Anwendung des DLR-eigenen Trockensprühverfahrens für Gasdiffusionselektroden und Gasdiffusionsschichten mit verbesserten Eigenschaften
• Entwicklung von in-situ Diagnostik mittels Frequenzanalyse, Segmentierung und Spektroskopie zur Verbesserung von Materialien, Zellen und Betriebsweisen
• Die Adaption und Weiterentwicklung von Zellen, um einen Betrieb zwischen -30°C und 120°C zu realisieren
• Die Untersuchung von Degradation und Alterung, die Entwicklung von Strategien und Betriebsweisen, um die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit der Zellen und Stacks zu verbessern
• Modellierung des Zellverhaltens unter Berücksichtigung des Wassermanagements

Für die Untersuchungen und Entwicklungsarbeiten stehen dem Institut und externen Interessenten die folgenden Testeinrichtungen zu Verfügung:

• Teststände für DMFC (Direct Methanol Fuel Cells)
• Teststand für DEFC (Direct Ethanol Fuel Cells)
• Teststände für PEMC (Proton Exchange Membrane Fuel Cells)
• Teststand für alkalische Wasserelektrolyse
• Ortaufgelöste Messungen für Niedertemperatur-Brennstoffzellen