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Inhalt und Ziel des Forschungsprojekts
Die Polymerelektrolyt Brennstoffzelle ist eine Alternativtechnologie für Fahrzeuge, die sich durch hohe Effizienz und Abwesenheit von Schadstoff- und Treibhausgasemissionen auszeichnet. Eine bekannte Schwierigkeit ist der Umgang mit flüssigem Wasser, das bei der Reaktion entsteht. In der existierenden Technologie teilen sich die Reaktionsgase und das Produktwasser den gleichen Pfad: Die Gasdiffusionsschicht, ein poröses Material, das mit einer Polymerschicht wasserabstossend gemacht wird. Die Ansammlung von Wasser in dieser Schicht kann zu Leistungsverlust führen.
In Rahmen dieses Projektes werden poröse Materialien mit definierten Transportpfaden für Wasser und Gas entwickelt. In gewählten Bereichen wird die Oberfläche durch eine chemische Reaktion wasseranziehend gemacht. Das Wasser wird durch diese Bereiche abgeführt, während der restliche Raum für den Transport von Gasen frei bleiben wird. Die Reaktion wird in gewählten Bereichen durch Bestrahlung des Materials mit Hilfe einer Maske durchgeführt. Das Projekt umfasst die Entwicklung des Materials und dessen Charakterisierung, auch im echten Brennstoffzellenumfeld.
Wissenschaftlicher und Gesellschaftlicher Kontext
Das Haupthindernis für die Einführung von Brennstoffzellen ist die Forderung nach einem sehr tiefen Preis. Die in diesem Projekt entwickelten Materialien haben das Potential, durch vereinfachten Wasserhaushalt die Kosten der Technolonogie zu senken und damit deren Einführung mittelfristig zu helfen.