PEM-Brennstoffzelle

Brennstoffzelle

Die Brennstoffzellensysteme arbeiten, je nach Anwendungsgebiet, typischerweise im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 90°C. Die Betriebsdrücke liegen, ebenfalls Anwendungsbezogen meist im Bereich bis 2 bar. Nach wie vor stellen diese Systeme die aussichtsreichste Technologie für den Einsatz in der automobilen Anwendung dar. Aber auch für stationäre Systeme ist die PEM-FC weiterhin auf dem Vormarsch.

Die Membran bildet die zentrale Komponente des Systems. Kombiniert mit dem beidseitig aufgetragenen hocheffizienten Platinkatalysator bildet sie als MEA (Membrane-Electrode-Assembly) das Herzstück eines jeden Brennstoffzellen Stacks.

Elektrochemisch laufen generell folgende Prozesse in der PEM-FC ab:

Anodenreaktion          2 H2 → 4 H+ + 4 e-

Kathodenreaktion       O2 + 4 H++ 4 e- → H2 + 2 H2O

Gesamtreaktion         2 H2 + O2 → 2 H2O

Die Protonenleitfähigkeit der Membranen basiert auf den Sulfonsäuregruppen (-SO3H), welche an den Seitenketten des Polymerstranges gebunden sind. Diese Seitenketten können aus kurzen Einheiten mit 2 bis 4 C-Atomen oder aus längeren Ketten bestehen.

Die FUMATECH BWT GmbH bietet für den Einsatz in Brennstoffzellen Membranen auf Basis von PFSA (Perfluoronated Sulfonic Acid ) mit hoher Leitfähigkeit und geringem H2-Cross-Over an. Es sind sowohl Kurzketten- als auch Langketten-Materialien verfügbar. Die Membranen werden als freitragende als auch verstärkte Folien hergestellt und angeboten.

 

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