Prototyp eines modularen Brennstoffzellensystems

Energie-Institut forscht an Polplatte und für bessere Wartung

23. April 2010

Das Energie-Institut der Fachhochschule Gelsenkirchen zeigt auf der Hannover-Messe 2010 erstmals den Prototypen eines modularen Brennstoffzellensystems. Das System, das sowohl die Herstellung vereinfachen als auch die Herstellungskosten senken und zusätzlich noch die Leistung der Brennstoffzelle steigern soll, ist das Ergebnis eines Forschungsprojekts gemeinsam mit den Unternehmen Gräbener Maschinentechnik in Netphen-Werthenbach, Propuls, Gelsenkirchen, und Ritter Elektronik, Remscheid.

Brennstoffzellen sind Energieumformer und können auf direktem Weg die im Wasserstoff gespeicherte Energie in elektrische Energie umwandeln. Dabei spielt ein Bauteil eine wichtige Rolle: die Polplatte. Sie wird bisher überwiegend aus Graphit (der Stoff, der Bleistifte schreiben lässt) hergestellt. Um die Polplatten in die benötigte Form zu bringen, werden sie unter großem Aufwand gefräst oder gespritzt. Ein Ziel des Forschungsprojekts war daher die Suche nach alternativen Werkstoffen. Die Gelsenkirchener Forscher experimentierten mit metallischen Polplatten, die aus einem Blech umgeformt werden können: Ähnlich wie bei einer Kuchenbackform werden die benötigten Konturen in ein Blech gepresst. Damit fanden sie ein einfaches und preiswertes Verfahren, das in Zukunft die Herstellungskosten deutlich senken kann.

Ein weiterer Teil der Forschungen zielte in Richtung der besseren Wartung von Brennstoffzellensystemen: Um die Ausgangsspannung von Brennstoffzellen zu erhöhen, werden mehrere von ihnen zu einem so genannten ‚Brennstoffzellenstack‘ zusammen geschaltet. Bei dem Prototypen werden die Zellenmodule hintereinander in das Gehäuseunterteil eingesteckt. Danach wird das Gehäuse mit einem Deckel verschlossen und die Module durch eine Flüssigkeit verpresst. Um eine einzelne, defekte Brennstoffzelle aus dem Zusammenschluss austauschen zu können, sind die Montageschritte nun einfacher umzusetzen: Druck ablassen, Gehäuse öffnen, Bauteil tauschen, wieder zusammenfügen und neu verschließen, fertig. Das bisher bestehende Risiko, andere Systembauteile bei einer Reparatur zu beschädigen, entfällt. Das robuste System kann beispielsweise als netzunabhängige Energieversorgung bei Baustellenampeln oder auch in Elektro-Kleinfahrzeugen eingesetzt werden.

(im Bild: Prof. Dr. Michael Brodmann, Energie-Institut der Fachhochschule Gelsenkirchen, demonstriert am Prototypen den einfachen und modularen Aufbau eines so genannten ‚Brennstoffzellenstack‘.

Foto: FHG/MV)