In Brennstoffzellensystemen für Automobilantriebe werden heute ausschließlich Brennstoffzellen mit sulfonierten Membranen eingesetzt, die bei Temperaturen von 70 Grad C bis 90 Grad C betrieben werden. Die VOLKSWAGEN Aktiengesellschaft verfolgt als langfristige Perspektive die Nutzung einer mit Phosphorsäure durchsetzten Membran, die eine Betriebstemperatur bis zu 160 Grad C erreicht. Ziel ist es, eine signifikante Kostenreduzierung durch geringe Systemkomplexität zu erreichen. Die Volkswagen Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzelle (PEM = Proton Exchange Membrane) ist langzeitstabil und kann erstmals im Gegensatz zu allgemein käuflichen Membranen auch bei niedrigen Temperaturen - deutlich unterhalb von 100 Grad C - ohne Schädigung betrieben werden. Neben dem erheblich vereinfachten Kühlungsaufwand im Fahrzeug zeigen sich sowohl Vorteile durch die erhöhte Toleranz gegenüber Schadstoffen wie SO2, H2S oder CO als auch eine einfache Einbindung in die Systemarchitektur. Die wesentlichste Vereinfachung der Systemarchitektur ist der Verzicht auf eine Befeuchtung der Prozessgase, da die Phosphorsäure ohne Zufuhr von Wasser eine ausreichende Leitfähigkeit der Membran liefert. Bei kleinen Zellen wurden nahezu vergleichbare Leistungsdichten erreicht, wie diese für sulfonierte Zellen bekannt sind. Die Übertragung der Leistungsdichten auf großflächige Zellen und Prototypen-Stapel ist ein Schwerpunkt der laufenden Entwicklung. Aus Sicht der VOLKSWAGEN Aktiengesellschaft stellt die Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzelle damit die automobile Brennstoffzelle der 2. Generation dar.
Generation PEM-Brennstoffzellen - Erste Erfahrungen
2007
11 Seiten, 8 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Zweite Generation PEM Brennstoffzellen - erste Erfahrungen
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