3M entwickelt stabilere MEA mit höherer Lebensdauer

Auftrieb für die Brennstoffzellen-Technologie

(PresseBox) (Neuss, ) Als einer der führenden Hersteller von Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs) für Brennstoffzellen meldet 3M weitere Erfolge seiner Entwicklungsarbeit:

Die in allen Komponenten optimierte MEA weist eine signifikant höhere Stabilität und Lebensdauer bei einer wesentlich erhöhten Betriebstemperatur auf und ist kostengünstiger zu fertigen. Beides sind Grundlagen, um der breiteren Nutzung dieser Form der Energiegewinnung Auftrieb zu verleihen.

Eine MEA, wesentlicher Bestandteil einer Brennstoffzelle, besteht aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten. 3M verfügt über die Kernkompetenzen und Technologiegrundlagen, um sämtliche Komponenten der MEA und damit das komplette Produkt zu fertigen - auf Grund seiner Expertise in den Bereichen Fluormaterialien/-polymere, Dünnfilmbeschichtung, Mikroreplikation, poröse Werkstoffe und Membranen sowie Klebstoffe.

Die deutlich bessere Leistung der von 3M praktisch neu entwickelten MEA ist unter anderem auf den Wechsel der eingesetzten Materialien zurückzuführen. Die neu formulierte und konstruierte Brennstoffzellen-Membran ist chemisch, mechanisch und thermisch stabiler als die Vorgängerprodukte; auch bei einer Betriebstemperatur von 95°C ist sie voll funktionstüchtig. Durch die Beschichtung der Membran mit einem Monolayer-Nanostrukturierten-Katalysator (NSTF von 3M) wird der Flächenverlust unter wiederholter Überspannung verringert. Zudem treten rußbedingte Korrosionseffekte und daraus resultierende Verluste an aktiver Oberfläche und elektronischer Aktivität des Katalysators mit Auswirkungen auf die Leistung der Brennstoffzelle nicht mehr auf. Die weiterentwickelte Gasdiffusionsschicht trägt ebenfalls zu einer Erhöhung der Oxidationsstabilität und damit zu einer längeren Lebensdauer der MEA bei.

Bereits in der Vergangenheit war 3M in der Lage, auf die Membran eine relativ dünne Schicht des als Katalysator fungierenden Platins aufzubringen. Nun ist man dazu übergegangen, das Platin aufzudampfen und spart dadurch bei gleicher Leistung 90 Prozent des Edelmetalls. Die Kosten reduzierende Konstruktion spielt mit Blick auf die Großserienfertigung von Brennstoffzellen eine entscheidende Rolle. Dazu Karl-Andreas Moll, Business Development Manager und Mitglied der Geschäftsleitung der 3M Deutschland GmbH: "Wasserstoffbrennstoffzellen sind in vielen Bereichen wie Telekommunikation und IT-Branche immer häufiger als Backup-Systeme bei der Stromversorgung zu finden. Wenn die Technik weiter verbessert wird, zum Beispiel durch anorganische Protonenleiter in der Membran, wird das Spektrum an Einsatzmöglichkeiten praktisch ebenso unbegrenzt sein wie der Energieträger Wasserstoff."

Dank eines modularen Systems kann 3M die unterschiedlichen Anforderungen flexibel realisieren, die der jeweilige Einsatzbereich der Brennstoffzelle - (auto)mobil, portabel oder stationär - erfordert. Auf der Basis von mehr als 13 Jahren Forschungs- und Entwicklungsarbeit in den 3M Labors entstanden vollautomatische Produktions- und Montagelinien für komplette MEAs in konstanter Qualität, die auf Serienfertigung und die Integration in das Herstellverfahren auf Kundenseite ausgelegt sind.

Weitere Fortschritte konnte das Unternehmen durch ein beschleunigtes Test- und Modelierungsverfahren für MEAs sowie Ex-Situ- und In-Situ-Stabilitätsstudien erzielen. In den hochmodernen 3M Prüfanlagen von 3M werden MEAs genauestens analysiert, um sicherzustellen, dass die Komponenten gasdicht sind und keine Kurzschlüsse aufweisen, dass sie knappen Raumverhältnissen gewachsen sind und höchste Leistungserwartungen, auch in puncto Langlebigkeit erfüllen.

3M Deutschland GmbH

3M, DI-NOC, Controltac und Vikuiti sind Marken der 3M Company.

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