Erfolgsgeschichten

Aachener Forscher entwickeln mit Partnern maßgeschneiderte Materialien für Brennstoffzellen und Wärmetauscher

Gewichts- und Kostensenkung sind in vielen Anwendungen Argumente für einen Metallersatz. So auch bei Bipolarplatten für Brennstoffzellen und Redox-Flow-Batterien. Deshalb beschäftigt sich das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen zusammen mit mehreren Projektpartnern mit der Entwicklung maßgeschneiderter Teile für Bipolarplatten, die in der Lage sind, Strom und Wärme zu leiten.

Derzeit werden im zweiten Projektschritt Testobjekte hergestellt und auf ihre Eignung geprüft. Die Projektpartner sind ALLOD Werkstoff GmbH & Co. KG, Calorplast Wärmetechnik GmbH, Eisenhuth GmbH & Co. KG, Kessen Maschinenbau GmbH, Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. und PROTECH GmbH. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.


Brennstoffzellen und Redox-Flow-Batterien sind eine Alternative zur konventionellen Energieerzeugung und -umwandlung aus fossilen Rohstoffen. Sie erzeugen durch eine elektrochemische Reaktion saubere Energie ohne schädliche Abgase. Zentraler Baustein von Brennstoffzellen und Redox-Flow-Batterien ist die Bipolarplatte, welche die Reaktionsmedien in beiden Systemen voneinander trennt, gleichzeitig aber elektrischen Strom und Wärme leitet. Für die Herstellung von Brennstoffzellsystemen und Redox-Flow-Batterien sind gestapelte Einheiten aus Bipolarplatten, sogenannte Stacks, nötig. Diese müssen gasdicht miteinander verbunden sein, um eine hohe Effizienz und Prozesssicherheit bei der Stromerzeugung zu garantieren. Bipolarplatten bestehen bisher meist aus metallischen Werkstoffen. Nachteilig sind jedoch ihr hohes Gewicht, hohe Material- und Herstellkosten sowie eine geringe chemische Beständigkeit.


Auf der Suche nach geeigneten leitfähigen Kunststoffen
Das Ziel des Forschungsvorhabens besteht nun darin, metallische Systeme durch neu entwickelte elektrisch und thermisch leitfähige kunststoffbasierte Materialien mit integrierten Hochleistungsfunktionseinheiten zu ersetzen. Diese sollen optimal zu verarbeiten sein und gleichzeitig gute mechanische Eigenschaften besitzen. Für die Forscher stehen auch konkrete Tests der Materialien auf dem Programm. Im Rahmen des Projekts führen sie systematische Untersuchungen zur Rezepturentwicklung der leitfähigen Materialien sowie der Fügetechnologie der einzelnen Platten durch – immer vor dem Hintergrund der mechanischen Herausforderungen des neuartigen Bauteilverbunds.


Das IKV ist Mitglied in der Zuse-Gemeinschaft, einem Zusammenschluss von mehr als 70 privatwirtschaftlich organisierten Forschungseinrichtungen.

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