Die Bipolarplatte ist mit Abstand die teuerste Komponente in PEM-Elektrolyseuren. Sie verursachen ca. 50 % der Stack-Kosten und ca. 25 % der Systeminvestitionskosten. Anstelle der üblich verwendeten Voll-Metallplatten, z.B. aus Titan, welche teuer in der Anschaffung und Verarbeitung sind, haben wir ein neuartiges, hochgefülltes Titan-Komposit-Material entwickelt, hergestellt und für Bipolarplatten getestet.
Mit diesem innovativen Material wollen wir die PEM-Elektrolyse attraktiver machen, indem ein erheblicher Teil der Material- und Herstellungskosten eingespart werden kann, bei gleicher Leistungsfähigkeit der Bipolarplatten. Wissenschaftliche Mikrostrukturanalysen, elektrochemische und mechanische Belastungstests zeigen, dass das Komposit alle Anforderungen an Bipolarplatten in PEM-Elektrolyse-Zellen erfüllt. Es ist:
- dicht, homogen & kompakt (Porosität < 1 %),
- leitfähig (≈ 300 1/Ωcm),
- mechanisch stabil (Biegefestigkeit > 25 MPa) und
- antikorrosiv (vergleichbar geringe Korrosionsraten
wie Titan).
Im Elektrolyseteststand erreicht die Zelle mit Bipolarplatten aus dem Komposit vergleichbare Leistungen wie mit Voll-Titanplatten. Dieses Ergebnis zeigt das Potenzial des Materials für PEM-Elektrolyseure. Zudem sind bereits weitere technologische Entwicklungen zur kosteneffizienten Optimierung des Komposits geplant. Deren Einsatz für Bipolarplatten würde zu einer deutlichen Reduzierung der Material- und Herstellungskosten führen und könnte ein Technologieschub für die nachhaltige H2- Produktion durch Elektrolyse sein.
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