Ressourceneffizienz
LOKEDEL

Von der Rolle… mit innovativen Technologien für die Serienproduktion von Brennstoffzellen.

Dr. Volker Meywald Koordinator

Dr.-Ing. Meywald GmbH & Co. KG 05691 9798-0 05691 40367 dr.volker.meywald@meyband.de
Beschreibung

Um Mikro-Brennstoffzellen vor Innen-Korrosion zu schützen, wird deren Oberfläche mit Gold und anderen Edelmetallen veredelt. Der Vorteil von Gold ist, dass es auch einen geringen Kontaktwiderstand bietet und damit einen langzeitstabilen Betrieb der Brennstoffzellen ermöglicht. Dem stehen jedoch die hohen Kosten gegenüber, die eine Massenproduktion derzeit unmöglich machen. Das Ziel des Projektes LOKEDEL ist es, den Einsatz von Edelmetallen deutlich zu reduzieren. Dazu werden lokal funktionale Oberflächen entwickelt, die eine verbesserte Nutzung des eingesetzten Materials sicherstellen. Grundlage dafür sind Untersuchungen der Grund- und Schichtmaterialien, die auch die Herstellungsverfahren lokaler Beschichtungen und Degradationsprozesse berücksichtigen. Anschließend werden Konzepte für die Massenproduktion erarbeitet. Ergänzend zu der bereits entwickelten hochproduktiven Rolle zu Rolle Montage von Brennstoffzellen, wird eine massenfertigungstaugliche Rollenproduktion der Substrate und ganzflächigen sowie lokalen Oberflächenveredelungsverfahren für Korrosionsschutz- und Kontaktschichten entwickelt. Diese LOKEDEL-Technologien können auf die Fertigung anderer Bauteile, z.B. aus der Sensor-, Polymer- und Medizintechnik übertragen werden.

Projektlaufzeit

01.07.2009 bis 30.06.2012

Projektwebsite

www.lokedel.de

Projektpartner
Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM)
Berlin
Gaskatel GmbH
Kassel
Lüberg Elektronik GmbH & Co. Rothfischer KG
Weiden
Umicore Galvanotechnik GmbH
Schwäbisch Gmünd
Dr.-Ing. Meywald GmbH & Co. KG
Bad Arolsen

LOKEDEL Abschlussbericht

Die Oberflächenveredelung ist der Hauptkostentreiber bei der Herstellung metallischer Stromkollektoren, wie sie in Brennstoffzellen zum Einsatz kommen. Das Projekt LOKEDEL reduziert den Gold- und Edelmetalleinsatz um bis zu 85 Prozent und öffnet damit den Weg für eine kostengünstigere Brennstoffzellenproduktion. Parallel hat LOKEDEL eine edelmetallfeie, lokal funktionale Schichttechnologie auf Aluminiumsubstrat für die Reel-to-Reel-Fertigungstechnologie direkt vom Coil entwickelt.

Weitere Informationen

LOKEDEL Lösung: Brennstoffzellen mit minimaler Goldbeschichtung

Eine Voraussetzung dafür, dass energiesparende Technologien massentauglich werden, ist die Senkung der Produktionskosten und damit der Preise für die Endabnehmer. Der Hauptkostentreiber bei der Produktion von Brennstoffzellen ist das Edelmetall Gold, das zur Beschichtung der Oberflächen der metallischen Stromkollektoren benötigt wird. Die Mitarbeiter von LOKEDEL haben ein neuartiges Fertigungsverfahren entwickelt, mit dem bei der Brennstoffzellenproduktion 85 Prozent weniger Gold benötigt wird und dennoch eine ausreichende Langzeitstabilität und ein geringerer Kontaktwiderstand sichergestellt werden. Dazu waren aufwendige und langfristige Degradationsuntersuchungen an den Schichtaufbauten der Stromkollektoren sowie an vollfunktionalen Brennstoffzellen erforderlich. Korrosionsstabile Schichten aus 0,3 Mikrometern modifizierten Feingoldes auf Grundsubstraten auf Edelstahl wurden als kostengünstige Alternative identifiziert. Für die Technologie, die innerhalb von weniger als drei Jahren entwickelt wurde, wird es in Zukunft vielfältige Einsatzgebiete wie in der Sensortechnik, der Mikroreaktionstechnik, an gedruckten Schaltungen, in der Polymerelektronik und in der Medizintechnik geben.

Fraunhofer ISI VDMA