Bipolarplatten für Brennstoffzellen und Elektrolyseure (BePPel): Für das Teilprojekt des ZSW liegt der Schwerpunkt auf der Charakterisierung von metallischen Bipolarplatten. Die physikalischen Eigenschaften metallischer Bipolarplatten werden stark von ihrer Oberfläche beeinflusst, wobei auch Oberflächenbeschichtungen eine Rolle spielen. Deshalb sind für die Charakterisierung metallischer Bipolarplatten insbesondere auch Analysemethoden zur Oberflächenuntersuchung relevant. Da sich die Bipolarplattenoberflächen während des Brennstoffzellenbetriebes stark ändern können, ist zur Charakterisierung und Qualitätssicherung metallischer Bipolarplatten auch eine Untersuchung des Alterungsverhaltens wichtig, was durch elektrochemische Korrosionsuntersuchungen sowie beschleunigte Alterungsuntersuchungen erfolgen kann. Die am ZSW entwickelten und zur Anwendung kommenden Methoden können großteils auch bei graphitischen Bipolarplatten verwendet werden. Am ZSW werden zur Charakterisierung der Bipolarplatten elektrochemische Messungen, schwerpunktmäßig Korrosionsuntersuchungen an metallischen Bipolarplatten, Kontaktwiderstandsmessungen mittels Druck-Zug-Prüfmaschine und prä- und post-Test Analysen mittels REM und oberflächensensitiver Analysemethoden durchgeführt. Außerdem sollen am ZSW mithilfe einer vorhandenen Apparatur zur künstlichen Alterung 'accelerated ageing' Versuche durchgeführt und die so künstlich gealterten Bipolarplatten ebenfalls mit der beschriebenen Analytik untersucht werden.
Im Rahmen des Projektes sollen erstmalig Bipolarplatten auf Basis des chemisch sehr stabilen Werkstoffes Polyphenylensulfid in einer aktiven Größe von 227 x 114 x 1,35 mm inklusiver aller benötigten Strukturen spritzgießtechnisch in einem Arbeitsgang zur Anwendung in Hochtemperatur-Brennstoffzellen realisiert werden. Die Schlüsselstelle zur erfolgreichen Realisierung stellt dabei das Zusammenspiel einer speziell angepassten Spritzgießmaschine mit der Kerninnovation im Projekt - dem 'Induktions-Sandwichboden-Spritzgießwerkzeug' - und den dafür maßgeschneiderten Werkstoffen dar. Zunächst beginnen parallele Arbeiten an der Materialentwicklung der Compounds durch das ZBT und die Entwicklung eines induktiv variothermen Spritzgießwerkzeugs inklusive unterschiedlicher Formeinsätze durch Dr. Schneider. Es folgen die Abmusterung und systematische Untersuchung der neuen Compounds und Spritzgießformen durch das ZBT sowie in-situ Tests mit drei zeitlich aufeinander folgenden Generationen von Bipolarplatten durch fischer eco solutions. Die drei Plattengenerationen werden ausgehend von ersten heißgepressten blank plates hin zu serientauglich produzierbaren Bipolarplatten durch das ZBT hergestellt und durch fischer eco solutions weiterverarbeitet und schlussendlich durch Tests in BZ-Stacks und Systemen qualifiziert. Die letzte Generation an Bipolarplatten wird auf einem neuen, optimierten Spritzgießwerkzeug von Dr. Schneider hergestellt, welches die Serientauglichkeit des Prozesses nachweisen soll. Abschließend folgt eine wirtschaftlich-technische Bewertung aller Prozesse gegenüber den konkurrierenden Verfahren.
Im Rahmen des Projektes sollen erstmalig Bipolarplatten auf Basis des chemisch sehr stabilen Werkstoffes Polyphenylensulfid in einer aktiven Größe von 227 x 114 x 1,35 mm inklusiver aller benötigten Strukturen spritzgießtechnisch in einem Arbeitsgang zur Anwendung in Hochtemperatur-Brennstoffzellen realisiert werden. Die Schlüsselstelle zur erfolgreichen Realisierung stellt dabei das Zusammenspiel einer speziell angepassten Spritzgießmaschine mit der Kerninnovation im Projekt - dem 'Induktions-Sandwichboden-Spritzgießwerkzeug' - und den dafür maßgeschneiderten Werkstoffen dar. Zunächst beginnen parallele Arbeiten an der Materialentwicklung der Compounds durch das ZBT und die Entwicklung eines induktiv variothermen Spritzgießwerkzeugs inklusive unterschiedlicher Formeinsätze durch Dr. Schneider. Es folgen die Abmusterung und systematische Untersuchung der neuen Compounds und Spritzgießformen durch das ZBT sowie in-situ Tests mit drei zeitlich aufeinander folgenden Generationen von Bipolarplatten durch fischer eco solutions. Die drei Plattengenerationen werden ausgehend von ersten heißgepressten blank plates hinzu serientauglich produzierbaren Bipolarplatten durch das ZBT hergestellt und durch fischer eco solutions weiterverarbeitet und schlussendlich durch Tests in BZ-Stacks und Systemen qualifiziert. Die letzte Generation an Bipolarplatten wird auf einem neuen, optimierten Spritzgießwerkzeug von Dr. Schneider hergestellt, welches die Serientauglichkeit des Prozesses nachweisen soll. Abschließend folgt eine wirtschaftlich-technische Bewertung aller Prozesse gegenüber den konkurrierenden Verfahren.
Im Rahmen des Projektes soll eine Laboranlage konzipiert werden, um beschichtetes Coilmaterial als Halbzeug zur Herstellung metallischer Bipolarplatten herzustellen. Das Beschichtungsverfahren der Precors GmbH ist vakuumfrei, umweltfreundlich und basiert auf konventionellen Behandlungsschritten und ist daher prädestiniert für die Großserienproduktion metallischer Bipolarplatten. Das im Labormaßstab erfolgreich für den Brennstoffzelleneinsatz qualifizierte Beschichtungsverfahren der Precors GmbH (F-Cell-Award 2016) wird im Zuge des geförderten Projektes dahingehend entwickelt, metallische Endlosfolien in einem automatisierbaren Prozess zu beschichten. Gleichzeitig werden Skalierungsmethoden entwickelt und erforscht, welche ein Upscale für das benötigte Ausgangsmaterial (Graphenoxid-Synthese) ermöglichen. Im Rahmen des Projektes sollen Konzepte erarbeitet werden, um Produktionsraten von mindestens 20 Liter pro Tag herzustellen, um einen kontinuierlichen Produktionsbetrieb generell zu ermöglichen.
Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) ist eine vielversprechende Technologie, um Speicherkapazität für eine Stundenreserve günstig bereitzustellen. In der VRFB wird ausschließlich Vanadium in vier Oxidationsstufen eingesetzt. Dies schließt die Kreuzkontamination der Redoxpaare aus und erhöht die Lebensdauer der Batterie. Nachteilig sind die Korrosivität des Elektrolyten und die damit verbundenen Materialanforderungen sowie die Selbstentladung der Batterie. Um die Materialentwicklung für alle Komponenten, d.h. Elektroden, Elektrolyt, Membran, Bipolarplatten und Dichtungen, voranzutreiben, müssen deren Degradationsprozesse im Betrieb verstanden werden. Darauf aufbauend sollen Verfahren entwickelt werden, um in anwendungsnahen Materialtests eine beschleunigte Alterung herbeizuführen. Die Ergebnisse sollen in ein Modell eingepflegt werden, um die Kosten auf die Lebensdauer eines Systems abzuschätzen und um die Betriebsweise so anzupassen, dass die Lebensdauer erhöht wird. Die Komponenten von Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFB) werden einzeln und in ihrem Zusammenwirken auf ihr Degradationsverhalten untersucht. Dazu werden Alterungsprozesse identifiziert, Parameterabhängigkeiten definiert und daraus Protokolle erstellt. An Langzeit-Testständen gealterte Komponenten werden mit im Betrieb gealterten Komponenten von industriellen Partnern verglichen. Es werden Methoden zur gezielten und beschleunigten Alterung entwickelt. Die Degradation der Komponenten wird mit ex-situ und on-line Methoden untersucht. Es wird ein Modell erstellt, das Vorhersagen über die Langzeitstabilität und Kosten für VRFB-Systeme ermöglichen soll. Die Projektpartner bilden einen großen Teil der VRFB-Komponenten ab und den beteiligten Unternehmen werden wissenschaftliche Partner an die Seite gestellt. Die Projektpartner arbeiten interdisziplinär und übergreifend zusammen, so dass die Ergebnisse verifiziert werden können und eine breite Datenbasis zur Verfügung steht.
Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) ist eine vielversprechende Technologie, um Speicherkapazität für eine Stundenreserve günstig bereitzustellen. In der VRFB wird ausschließlich Vanadium in vier Oxidationsstufen eingesetzt. Dies schließt die Kreuzkontamination der Redoxpaare aus und erhöht die Lebensdauer der Batterie. Nachteilig sind die Korrosivität des Elektrolyten und die damit verbundenen Materialanforderungen sowie die Selbstentladung der Batterie. Um die Materialentwicklung für alle Komponenten, d.h. Elektroden, Elektrolyt, Membran, Bipolarplatten und Dichtungen, voranzutreiben, müssen deren Degradationsprozesse im Betrieb verstanden werden. Darauf aufbauend sollen Verfahren entwickelt werden, um in anwendungsnahen Materialtests eine beschleunigte Alterung herbeizuführen. Die Ergebnisse sollen in ein Modell eingepflegt werden, um die Kosten auf die Lebensdauer eines Systems abzuschätzen und um die Betriebsweise so anzupassen, dass die Lebensdauer erhöht wird. Die Komponenten von Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFB) werden einzeln und in ihrem Zusammenwirken auf ihr Degradationsverhalten untersucht. Dazu werden Alterungsprozesse identifiziert, Parameterabhängigkeiten definiert und daraus Protokolle erstellt. An Langzeit-Testständen gealterte Komponenten werden mit im Betrieb gealterten Komponenten von industriellen Partnern verglichen. Es werden Methoden zur gezielten und beschleunigten Alterung entwickelt. Die Degradation der Komponenten wird mit ex-situ und on-line Methoden untersucht. Es wird ein Modell erstellt, das Vorhersagen über die Langzeitstabilität und Kosten für VRFB-Systeme ermöglichen soll. Die Projektpartner bilden einen großen Teil der VRFB-Komponenten ab und den beteiligten Unternehmen werden wissenschaftliche Partner an die Seite gestellt. Die Projektpartner arbeiten interdisziplinär und übergreifend zusammen, so dass die Ergebnisse verifiziert werden können und eine breite Datenbasis zur Verfügung steht.
Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) ist eine vielversprechende Technologie, um Speicherkapazität für eine Stundenreserve günstig bereitzustellen. In der VRFB wird ausschließlich Vanadium in vier Oxidationsstufen eingesetzt. Dies schließt die Kreuzkontamination der Redoxpaare aus und erhöht die Lebensdauer der Batterie. Nachteilig sind die Korrosivität des Elektrolyten und die damit verbundenen Materialanforderungen sowie die Selbstentladung der Batterie. Um die Materialentwicklung für alle Komponenten, d.h. Elektroden, Elektrolyt, Membran, Bipolarplatten und Dichtungen, voranzutreiben, müssen deren Degradationsprozesse im Betrieb verstanden werden. Darauf aufbauend sollen Verfahren entwickelt werden, um in anwendungsnahen Materialtests eine beschleunigte Alterung herbeizuführen. Die Ergebnisse sollen in ein Modell eingepflegt werden, um die Kosten auf die Lebensdauer eines Systems abzuschätzen und um die Betriebsweise so anzupassen, dass die Lebensdauer erhöht wird. Die Komponenten von Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFB) werden einzeln und in ihrem Zusammenwirken auf ihr Degradationsverhalten untersucht. Dazu werden Alterungsprozesse identifiziert, Parameterabhängigkeiten definiert und daraus Protokolle erstellt. An Langzeit-Testständen gealterte Komponenten werden mit im Betrieb gealterten Komponenten von industriellen Partnern verglichen. Es werden Methoden zur gezielten und beschleunigten Alterung entwickelt. Die Degradation der Komponenten wird mit ex-situ und on-line Methoden untersucht. Es wird ein Modell erstellt, das Vorhersagen über die Langzeitstabilität und Kosten für VRFB-Systeme ermöglichen soll. Die Projektpartner bilden einen großen Teil der VRFB-Komponenten ab und den beteiligten Unternehmen werden wissenschaftliche Partner an die Seite gestellt. Die Projektpartner arbeiten interdisziplinär und übergreifend zusammen, so dass die Ergebnisse verifiziert werden können und eine breite Datenbasis zur Verfügung steht.
Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) ist eine vielversprechende Technologie, um Speicherkapazität für eine Stundenreserve günstig bereitzustellen. In der VRFB wird ausschließlich Vanadium in vier Oxidationsstufen eingesetzt. Dies schließt die Kreuzkontamination der Redoxpaare aus und erhöht die Lebensdauer der Batterie. Nachteilig sind die Korrosivität des Elektrolyten und die damit verbundenen Materialanforderungen sowie die Selbstentladung der Batterie. Um die Materialentwicklung für alle Komponenten, d.h. Elektroden, Elektrolyt, Membran, Bipolarplatten und Dichtungen, voranzutreiben, müssen deren Degradationsprozesse im Betrieb verstanden werden. Darauf aufbauend sollen Verfahren entwickelt werden, um in anwendungsnahen Materialtests eine beschleunigte Alterung herbeizuführen. Die Ergebnisse sollen in ein Modell eingepflegt werden, um die Kosten auf die Lebensdauer eines Systems abzuschätzen und um die Betriebsweise so anzupassen, dass die Lebensdauer erhöht wird. Die Komponenten von Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFB) werden einzeln und in ihrem Zusammenwirken auf ihr Degradationsverhalten untersucht. Dazu werden Alterungsprozesse identifiziert, Parameterabhängigkeiten definiert und daraus Protokolle erstellt. An Langzeit-Testständen gealterte Komponenten werden mit im Betrieb gealterten Komponenten von industriellen Partnern verglichen. Es werden Methoden zur gezielten und beschleunigten Alterung entwickelt. Die Degradation der Komponenten wird mit ex-situ und on-line Methoden untersucht. Es wird ein Modell erstellt, das Vorhersagen über die Langzeitstabilität und Kosten für VRFB-Systeme ermöglichen soll. Die Projektpartner bilden einen großen Teil der VRFB-Komponenten ab und den beteiligten Unternehmen werden wissenschaftliche Partner an die Seite gestellt. Die Projektpartner arbeiten interdisziplinär und übergreifend zusammen, so dass die Ergebnisse verifiziert werden können und eine breite Datenbasis zur Verfügung steht.
Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) ist eine vielversprechende Technologie, um Speicherkapazität für eine Stundenreserve günstig bereitzustellen. In der VRFB wird ausschließlich Vanadium in vier Oxidationsstufen eingesetzt. Dies schließt die Kreuzkontamination der Redoxpaare aus und erhöht die Lebensdauer der Batterie. Nachteilig sind die Korrosivität des Elektrolyten und die damit verbundenen Materialanforderungen sowie die Selbstentladung der Batterie. Um die Materialentwicklung für alle Komponenten, d.h. Elektroden, Elektrolyt, Membran, Bipolarplatten und Dichtungen, voranzutreiben, müssen deren Degradationsprozesse im Betrieb verstanden werden. Darauf aufbauend sollen Verfahren entwickelt werden, um in anwendungsnahen Materialtests eine beschleunigte Alterung herbeizuführen. Die Ergebnisse sollen in ein Modell eingepflegt werden, um die Kosten auf die Lebensdauer eines Systems abzuschätzen und um die Betriebsweise so anzupassen, dass die Lebensdauer erhöht wird. Die Komponenten von Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFB) werden einzeln und in ihrem Zusammenwirken auf ihr Degradationsverhalten untersucht. Dazu werden Alterungsprozesse identifiziert, Parameterabhängigkeiten definiert und daraus Protokolle erstellt. An Langzeit-Testständen gealterte Komponenten werden mit im Betrieb gealterten Komponenten von industriellen Partnern verglichen. Es werden Methoden zur gezielten und beschleunigten Alterung entwickelt. Die Degradation der Komponenten wird mit ex-situ und on-line Methoden untersucht. Es wird ein Modell erstellt, das Vorhersagen über die Langzeitstabilität und Kosten für VRFB-Systeme ermöglichen soll. Die Projektpartner bilden einen großen Teil der VRFB-Komponenten ab und den beteiligten Unternehmen werden wissenschaftliche Partner an die Seite gestellt. Die Projektpartner arbeiten interdisziplinär und übergreifend zusammen, so dass die Ergebnisse verifiziert werden können und eine breite Datenbasis zur Verfügung steht.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 65 |
| Wissenschaft | 14 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 65 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 65 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 65 |
| Englisch | 2 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 14 |
| Webseite | 51 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 27 |
| Lebewesen und Lebensräume | 22 |
| Luft | 32 |
| Mensch und Umwelt | 65 |
| Wasser | 24 |
| Weitere | 65 |