Filtern
Dokumenttyp
Schlagworte
Institut
- Elektrotechnik und angewandte Naturwissenschaften (2) (entfernen)
For this experimental work gas diffusion electrodes (GDE) with low platinum loading are prepared for the application as anodes in polymer electrolyte membrane fuel cells. As catalyst support material, carbon nano fibres (CNF) are investigated due to high specific surface area as well as high graphitisation degree. Optimisation is achieved by an economic and environmental friendly pre-treatment process in oxygen plasma. For electrode preparation an ink is used containing oxygen plasma activated CNFs as well as hydrophilic polymer. After spray coating of this CNF ink on a graphitic substrate, platinum is deposited by pulse plating method. Preliminary results established that the plasma activation improves considerably CNF dispersibility as well as the amount, respectively, the morphology of the deposited platinum. Morphology and microstructure are observed by electron microscopy. Platinum loading is determined by thermogravimetric analysis to be in the range of 0.010 to 0.016 mg cm-2. Furthermore, MEAs are prepared from these GDEs and testing is performed in a novel modular test stack based on hydraulic compression. Technical information about the test stack design and functions are given in this work. In this test environment maximum specific power output of 182 mW cm-2 has been obtained under robust operation conditions.
Bereits im April 2012 wurde im HZwei Magazin ein Stackkonzept für PEM-Brennstoffzellen vorgestellt, bei dem im Gegensatz zu der heute üblichen bipolaren Zellenanordnung mit mechanischer Verpressung Einzelzellen über ein Hydraulikmedium verpresst werden. Die Vorteile der homogenen Verpressung und Temperierung der Zellen wurden hierbei herausgestellt. Zwischenzeitlich ist basierend auf diesem Ansatz das Labormuster eines PEM-Elektrolyseurs entwickelt worden, bei dem der produzierte Wasserstoff oder auch der Sauerstoff mit hohen Ausgangsdrücken, z.B. auf einem für Power-2-Gas-Anlagen günstigem Druckniveau, direkt bereitgestellt werden kann.