HIKS – Hochintegriertes Kathodensubsystem: Entwicklung und Herstellung eines hoch integrierten Luftaufbereitungsmoduls für den Einsatz in automobilen Hochleistungs-PEFC mit serientauglichen Fertigungstechnologien zur Realisierung automobiler Leistungs- und Kostenziele

Ein Ansatz einer nachhaltigen Energiewirtschaft ist der Einsatz von Wasserstoff als Energieträger. Dieser kann mittels Elektrolyse z. B. durch fluktuierende erneuerbare Energie erzeugt und für mobile und auch stationäre Anwendungen verwendet werden, in dem mit Brennstoffzellen daraus elektrischer Strom erzeugt wird. Dabei spielt das Management des entstehenden Wassers eine wichtige Rolle für die Leistung und Lebensdauer der Brennstoffzelle. Membranbefeuchter können hierfür als externe Komponente genutzt werden, um die Ionomermembran in der Brennstoffzelle jederzeit vor Austrocknung zu schützen. Kommerzielle Membranbefeuchter erfüllen allerdings die sehr anspruchsvollen Anforderungen für automobile Anwendungen hinsichtlich Wassertransfer, Langzeitstabilität, Schadgastoleranz und Kosten nur unzureichend.

Entwicklung von Befeuchtermembranen

Die vorhandene Infrastruktur zur Testung und unsere Membranexpertise wird aber auch genutzt, um Befeuchtermembranen im Projekt HIKS zielgerichtet zu entwickeln. Aufbauend auf den Vorarbeiten zu beschichteten Hohlfasermembranen [1] können mittlerweile auch Flachmembranen mit geeigneten fluorfreien Polymeren auf einem Smartcoater der Fa. Coatema im Rolle-zu-Rolle-Verfahren beschichtet werden. Ein Materialansatz ist dabei die Verwendung hydrophiler, ungeladener Polymere, die über geeignete Reaktionen quervernetzt werden [2]. Die so entwickelten Membranen stellen mit ihrer Befeuchterleistung eine gute Alternative zu kommerziell erhältlichen Membranen dar.