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Mittwoch, 03 März 2021 11:00

Innovative Beschichtung für Bipolarplatten in Brennstoffzellen

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Geschätzte Lesezeit: 1 Minute
Die etwa 50 bis 100 Mikrometer dünnen Stahlbleche werden mit einer nur wenige Nanometer dünnen Graphit-ähnlichen Schicht überzogen Die etwa 50 bis 100 Mikrometer dünnen Stahlbleche werden mit einer nur wenige Nanometer dünnen Graphit-ähnlichen Schicht überzogen

Mit Wasserstoff betankte Brennstoffzellen-Fahrzeuge sind bisher noch selten und teuer. Neben Effizienzproblemen liegt das unter anderem an einer Kernkomponente, den goldbeschichteten Bipolarplatten (BiP). Sie sind außerdem aufwendig in der Herstellung. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden, der deutsche Automobilkonzern Daimler und das finnische Stahlunternehmen Outokumpu Nirosta haben nun eine preiswerte Alternative für die schnelle Massenproduktion entwickelt.

Statt mit Gold als elektrisch gut leitender Beschichtung werden die dünnen Stahlbleche mittels Physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) hauchdünn mit Kohlenstoff beschichtet. Dabei verdampft ein Lichtbogen in einer Vakuumkammer zunächst den Kohlenstoff, der sich dann in einer hochreinen, gleichmäßigen und sehr dünnen Schicht auf dem Edelstahl niederschlägt. Diese Kohlenstoffschicht hat einen ähnlich niedrigen Kontaktwiderstand wie Gold. Da die Kohlenstoffschicht sehr dünn ist, dauert die Beschichtung selbst nur Sekunden, was das Verfahren sehr wirtschaftlich macht. Darüber hinaus verspricht die innovative Fraunhofer-Technologie auch ein höheres Produktionstempo. Ein weiterer Vorteil ist, dass ganze Blechrollen noch vor der Umformung beschichtet werden können, denn die Fraunhofer- Schicht ist so strapazierfähig, dass sie auch den Umform- und Schweißprozess aushält. Das Konzept ist massenproduktionstauglich und kann die Fertigungskosten stark reduzieren. Außerdem liefert es einen wichtigen Beitrag zum Bau umweltfreundlicher Fahrzeuge.

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