Oberflächenanalyse

Eine der wichtigsten Aufgaben von Bipolarplatten in wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellen ist die Abfuhr des Produktwassers aus der Brennstoffzelle. Dabei muss das Wasser einerseits von der Membran-Elektroden-Einheit, wo es entsteht, weggeführt und andererseits durch die Kanäle der Bipolarplatte zum Ausgang transportiert werden.
In DMFC kommt der Aspekt der CO₂-Abfuhr auf der Anode hinzu. Die bei der Reaktion entstehenden Bläschen müssen ebenfalls aus der Zelle geführt werden, um den Brennstoffzellenbetrieb nicht zu behindern.
In beiden Fällen ist die genaue Kenntnis des Zusammenspiels von hydrophilen und hydrophoben Oberflächen nötig.
Neben den benetzenden Eigenschaften spielt die Rauheit der Oberflächen eine entscheidende Rolle bei der Herstellung niedriger elektrischer Übergangswiderstände. Es konnte gezeigt werden, dass unterschiedliche Rauheiten zu signifikanten Leistungsunterschieden in der Brennstoffzelle führen.

In der Abteilung Mikrosysteme & Strömungsmechanik werden daher umfangreiche Arbeiten auf dem Gebiet der Oberflächenbestimmung und Oberflächenmodifikation durchgeführt. Dies betrifft sowohl die Untersuchung der Auswirkungen unterschiedlicher Oberflächen, beispielsweise auf das Benetzungsverhalten, als auch die gezielte Modifikation von Oberflächen, etwa durch Laserbearbeitung zur Herstellung eines guten elektrischen Kontakts oder zur Haftverbesserung von Dichtungen.

• Antikorrosionsbeschichtungen für metallische Bipolarplatten in H₂-Brennstoffzellen
• Antikorrosionsbeschichtungen für metallische Bipolarplatten in DMFC
• Oberflächenmodifikation zur Verbesserung der Strömungsbedingungen
• Oberflächenmodifikation zur Verbesserung der elektrischen Widerstände
• Oberflächenmodifikation zur Verbesserung der mechanischen Haftung von Dichtungen