Erhöhung der Nachhaltigkeit von Graphitkomposit-Bipolarplatten

Funktionalisierte Polymere im Allgemeinen beanspruchen immer mehr neuartige Anwendungen; so können sie beispielsweise als Metallersatz dienen. Insbesondere der E&E-Markt oder die grünen Technologien erfordern hochentwickelte Polymere mit einem hohen Grad an thermischer oder elektrischer Leitfähigkeit. Um ein intrinsisch isolierendes Polymer zu funktionalisieren, sind hohe Anteile an leitfähigen Füllstoffen, wie Graphit, Ruß, CNTs, Metalle und/oder andere notwendig. Für Brennstoffzellenanwendungen werden Graphitgehalte von mehr als 80 Gew% in einem thermoplastischen Polymer benötigt, um als Bipolarplattenmaterial zu funktionieren. Da die Brennstoffzelle eine sehr anspruchsvolle Umgebung für Materialien darstellt, können nur sehr korrosionsbeständige Materialien verwendet werden. In der Regel wird petrochemisches Polypropylen als Matrixmaterial in Graphitverbund-Bipolarplatten verwendet. Und da der Katalysator der Brennstoffzelle sehr empfindlich auf Schadstoffe reagiert, wird synthetischer Graphit verwendet, dessen Herstellung sehr energieintensiv ist. In einem laufenden Forschungsprojekt wird nach klimafreundlicheren Alternativen zu diesen beiden Materialien gesucht, wobei die Leistung der Bipolarplatte erhalten bleiben soll. Zu diesem Zweck werden Drop-in-Polymere und Bio-Polymere als Matrixmaterial untersucht. Zum Nachweis der Leistung werden die Bipolarplatten in einem Brennstoffzellenstacktest eingesetzt und mit den herkömmlichen Materialien verglichen. Weitere Komponenten des Brennstoffzellenstacks, wie die Endplatten, werden im Projekt anstelle aus Metall aus nachhaltigen Materialien (Holz-Verbundwerkstoffe) gefertigt, um den CO2-Footprint eines Brennstoffzellenstacks weiter zu reduzieren. Aufgrund des guten elektrischen und thermischen Isolationsvermögens dieser Holzendplatten soll auch das Wegfallen von ansonsten notwendigen Isolationsplatten im Stack erprobt werden.