Bipolarplatten auf Kohlenstoffbasis können eine günstigere und zugleich skalierbare Alternative zu Titan sein, meinen Forscher des Fraunhofer Umsicht. Eine neue und patentierte kohlenstoffbasierte Bipolarplatte der Wissenschaftler besteht aus einer thermoplastischen polymergebundenen Kohlenstoffmatrix mit leitfähigen Additiven wie Ruß und Graphit. Sie wird in einem Pulver-zu-Rolle-Verfahren hergestellt. Denn die PEM-Elektrolyse ist momentan meist wenig wirtschaftlich, weil die Bipolarplatte als wichtige Schlüsselkomponente in der Regel aus dem korrosionsbeständigen Titan besteht, das aufgrund der aufwändigen Gewinnung und Verarbeitung teurer als andere Metalle ist.
Das neue Material und der innovative Produktionsprozess ermöglichen die kontinuierliche Fertigung einer Bipolarplatte, die sowohl leicht zu bearbeiten als auch verschweißbar ist und bereits kommerzielle Anwendung im Bereich der Redox-Flow-Batterien findet. Diese Bipolarplatte sowie eine Bipolarplatte aus Titan haben die Forscher bereits mehreren Tests unterzogen. Unter anderem wurden die Bipolarplatten über 500 Stunden lang beschleunigten Alterungstests ausgesetzt.
Im Kern haben die Wissenschaftler herausgefunden, dass die Bipolarplatte auf Kohlenstoffbasis eine niedrige Alterungsrate hat und demnach eine vielversprechende Leistung zeigt. Damit kann sie durchaus mit Titan-Bipolarplatten konkurrieren und stellt eine wesentlich kostengünstigere Alternative dar. Ein weiterer Vorteil: Aufgrund ihrer Materialeigenschaften beim Verschweißen ermöglicht das innovative Material neue Designs für PEM-Elektrolyseure.
Weitere Artikel über Bipolarplatten ab Seite 37.
Autor: Niels Hendrik Petersen
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