Karcher, Christian: Entwicklung, Aufbau und Test einer Vorkonditionierung für Brennstoffzellen für die vom Wasserstoff unabhängigen Break-In-Prozesse

Abstract in Deutsch:

Brennstoffzellen in der Fahrzeugtechnik stehen im Fokus aktueller Forschungsaktivitäten im Hinblick auf eine sich stark verändernde, emissionsarme und nachhaltige Mobilität der Zukunft. Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Konzept zur Vorkonditionierung einer Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle erarbeitet werden. Damit mit solchen Zellen möglichst hohe Leistungsdichten erzielt werden können, müssen sie zunächst am Prüfstand mit Wasserstoff aktiv betrieben werden (Break-In-Prozess). Dabei werden die Platinmembranen befeuchtet, Verunreinigungen ausgespült und Platinoxide reduziert. Da dieser Prozess für einen serienreifen Prozess zu viel Prüfstandskapazität benötigt und zusätzlich eine große Menge Wasserstoff verbraucht, wird in dieser Arbeit eine neue Methodik untersucht, bei der der Break-In-Prozesses mithilfe von Wasserdampf statt Wasserstoff durchgeführt wird. Dazu wird zunächst ein bestehender Versuchsaufbau für den Break-In-Prozess von Einzelzellen überarbeitet und erweitert. Im Anschluss wird ein weiterer Versuchsaufbau mit den Erkenntnissen des Ersten mit einem Short-Stack grundlegend neu aufgebaut. Bei beiden Versuchen wurden Messungen bezüglich des ausgespülten Kondensats und der Veränderung des komplexen Widerstands der Membranen zur Bestätigung des Verfahrens durchgeführt. Dabei konnte beim Short-Stack-Versuch mithilfe der Messergebnisse der Erfolg des Versuchs nachgewiesen werden.