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Effizientes Herstellungsverfahren für Bipolarplatten zum Einsatz in Brennstoffzellen

Paralleles, wellenförmiges Flowfield

Dieses Projekt wird von der DBU – „Deutsche Bundesstiftung Umwelt“ gefördert und in Zusammenarbeit mit Eisenhuth und der Volkswagen AG als assoziiertem Partner als Endanwender durchgeführt. Die Forschungsfrage in diesem Projekt ist, ob der FDM Prozess für die Herstellung von Werkzeugeinsätzen (Negativformen) geeignet ist, welches die Produktion von fein strukturierten metallischen Bipolarplatten ermöglicht. Dafür werden von der Volkswagen AG verschiedene Flowfield Designs der Firma Eisenhuth zur Verfügung gestellt, welche im Rahmen des Projektes am DMRC hergestellt und untersucht werden.

Bipolarplatten (BPP) werden in elektro-chemischen Energiewandlern wie PEM-Brennstoffzellen und Elektrolyseuren eingesetzt. Eisenhuth übernimmt in der ersten Projekthälfte die Konstruktionen von BPP und Negativformen. Hierbei wird insbesondere auf einen großen Erfahrungsschatz aus den Unternehmensbereichen Werkzeugbau und BPP Fertigung gesetzt. Ein besonderes Augenmerk wird hierbei auf die Auslegung des fein strukturierten Wasserstoffverteilerkanals (Flowfield) gelegt, wobei die Anforderungen der darauffolgenden Fertigungsschritte ausreichende Berücksichtigung finden. Zeitgleich werden am DMRC Untersuchungen durchgeführt, um ein als Werkzeugeinsatz geeignetes thermoplastisches Material zu identifizieren. Daran anschließend beginnen umfangreiche Versuche um möglichst optimale Maschinen- und Prozesseinstellungen für das FDM-Druckverfahren zu finden. Sobald die erste Negativform am DMRC entstanden ist, wird diese in die von Eisenhuth gebaute Werkzeugstammform integriert. Anschließend beginnt bei Eisenhuth die Herstellung der metallischen BPP mithilfe eines Prägeverfahrens. Die hierbei erhaltenen Erfahrungswerte werden im weiteren Projektverlauf dazu genutzt, die am DMRC hergestellten Negativformen zu optimieren.  Außerdem werden die hergestellten metallischen BPP hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften am DMRC untersucht und deren Kennwerte mit anderen am Markt verfügbaren metallischen BPP verglichen. Messungen bezüglich der elektrischen und thermischen Leitfähigkeiten werden durch Eisenhuth realisiert. Abgeschlossen wird das Vorhaben mit dem Aufbau und der Inbetriebnahme eines Teststandes und der Aufnahme einer Strom-Spannungs-Kennlinie.

Anschließend erfolgt eine Weitergabe dieser BPP an VW, wo die Eignung dieser BPP in Brennstoffzellen untersucht wird.

Konstruktionsentwurf für ein vermeintliches Flowfield
Weiterführende Projektinformationen
ProjektstatusIn Bearbeitung
Projektdauer18 Monate
Finanzierung100% Deutsch Bundesstiftung Umwelt (DBU)
ProjektmanagerProf. Dr.-Ing. Hans-Joachim Schmid (DMRC)
Dr. Thorsten Hickmann (Eisenhuth)
Projektkoordinator/-enDr. Michael Schwanke (DBU)
Wissenschaftliche MitarbeiterDominik Ahlers (DMRC)
Beteiligte LehrstühleDMRC Universität Paderborn
Ansprechpartner

Prof. Dr. Hans-Joachim Schmid

Partikelverfahrenstechnik (PVT)

Lehrstuhlleiter

Hans-Joachim Schmid
Telefon:
+49 5251 60-2404
Telefon:
05251 60 2410
Fax:
+49 5251 60-3207
Büro:
E3.319
Web:

Sprechzeiten:
n.V.

Dominik Ahlers

DMRC

Metal Laser Melting

Dominik Ahlers
Telefon:
+49 5251 60-5422
Büro:
W2.101

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