Remanufacturing von PEM-Brennstoffzellenstacks für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft, Teilvorhaben: Optische Inspektion von Bipolarplatten

Description: Brennstoffzellensysteme werden erst wirtschaftlich und ökologisch nachhaltig, wenn eine Kreislaufwirtschaft um das Produkt aufgebaut wird. Denn (Primär-)Platin, das Teil der MEA ist, hat einen erheblichen Anteil am CO2-Fußabdruck und den Kosten eines Brennstoffzellenstacks. Außerdem haben Brennstoffzellensysteme eine hohe Wertschöpfung, die am Ende des ersten Produktlebenszyklus so weit wie möglich erhalten bleiben sollte. Brennstoffzellekomponenten, insbesondere die MEA, weisen nach einer gewissen Betriebszeit chemische Degradationserscheinungen auf und können nicht unmittelbar weiterverwendet werden. Sobald ein Brennstoffzellenstack an sein Lebensende gelangt oder aufgrund eines Defekts frühzeitig ausfällt, muss sein Zustand beurteilt werden. Daraus muss abgeleitet werden, ob eine Reparatur des Stacks in Form eines Austauschs degradierter Zellen möglich ist. Falls nicht, muss der Brennstoffzellenstack demontiert, entsprechend befundet und ggf. Einzelkomponenten wiederaufbereitet werden, um der Anforderung eines möglichst hohen Wertschöpfungserhalts gerecht zu werden. Komponenten, die aufgrund irreversibler Degradationserscheinungen nicht mehr aufbereitet werden können, müssen im Sinne der Nachhaltigkeit möglichst sortenrein einem Recycling zugeführt werden. Unter Berücksichtigung der erwarteten Stückzahlen müssen daher bereits jetzt Konzepte für die automatisierte Zustandsbeurteilung und Demontage von Brennstoffzellenstacks, mit dem Ziel einer Kreislaufwirtschaft, entwickelt werden, um langfristig zum Erfolg der Technologie beizutragen. ISRA untersucht im Teilvorhaben in AP3 Inline-Messtechniken zur Erkennung von Korrosion, Deformation und Anhaftung von Dichtungsresten bei demontierten Bipolarplatten. In AP4 wird ISRA versuchen, mit Hilfe von Methoden der Produktionsanalyse bei der Untersuchung der Korrelationen der Parameter für den Aufbau eines vereinfachten Alterungsmodells mitzuwirken. In AP5 werden die Ergebnisse aus AP3 in einen Demonstrator überführt.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Recycling ? Platin ? Wiederverwendung ? Kamin ? Brennstoffzelle ? CO2-Fußabdruck ? Energiesystem ? Korrosion ? Kreislaufwirtschaft ? Reparatur ? Produktlebenszyklus ? Rückbau ?

Region: Hessen

Bounding boxes: 10.779° .. 10.779° x 52.01702° .. 52.01702°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• ISRA VISION GmbH (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-10-01 - 2026-09-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Optical inspection of bipolar plates
  Description: Fuel cell systems only become economically and environmentally sustainable when a circular economy is built around the product. This is because (primary) platinum, which is part of the MEA, has a significant share in the CO2 footprint and costs of a fuel cell stack. In addition, fuel cell systems have a high added value, which should be retained as much as possible at the end of the first product life cycle. Fuel cell components, especially the MEA, exhibit chemical degradation after a certain period of operation and cannot be reused immediately. As soon as a fuel cell stack reaches its end of life or fails prematurely due to a defect, its condition must be assessed. From this, it must be determined whether repair of the stack in the form of replacement of degraded cells is possible. If not, the fuel cell stack must be disassembled, appropriately assessed and, if necessary, individual components reprocessed in order to meet the requirement for the highest possible value retention. Components that can no longer be reprocessed due to irreversible degradation must be recycled as purely as possible in the interests of sustainability. Taking into account the expected quantities, concepts for the automated condition assessment and dismantling of fuel cell stacks must therefore already be developed now, with the goal of a recycling economy, in order to contribute to the success of the technology in the long term. ISRA is investigating inline measurement techniques for the detection of corrosion, deformation and adhesion of sealing residues in dismantled bipolar plates in the subproject in AP3. In AP4, ISRA will try to contribute to the investigation of correlations of parameters for the construction of a simplified aging model using production analysis methods. In AP5, the results from AP3 will be transferred into a demonstrator. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1129173

Status

Aktiv

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