Gasdiffusionslagen für Brennstoffzellen und Elektrolyseure
- Mobilität & Transport
- e-Mobilität
- Energiespeicherung
Robuste, flexible Vliesstoffe, die die Leistung steigern
Gasdiffusionslagen für den effizienten Gastransport in Elektrolyseuren und Brennstoffzellen
Brennstoffzellen sind in unterschiedlichen Anwendungen im Einsatz und gelten als zentrale Energiequelle der Zukunft. Gasdiffusionslagen (GDL) von Freudenberg Performance Materials steigern die Effizienz dieser Technologie. In Elektrolyseuren und Brennstoffzellen sorgen sie als Strömungsverteiler für gleichmäßige Verteilung der Reaktionsgase und effektives Wassermanagement. Die Materialien sind langlebig, hochflexibel und gewährleisten langfristig stabile Leistung: Die Druckverformungsrestwerte stabilisieren sich bereits nach zwei Zyklen.
Produkteigenschaften
- Steuerung aller Gastransportfunktionen von der katalytisch beschichteten Membran (CCM = catalyst coated membran) bis zur Bipolarplatte bei gleichzeitig exzellenten elektrischen Eigenschaften
- Hohe und zuverlässige Prozesssicherheit durch die einzigartige Karbonfaser-Basisstruktur; hohe Robustheit gegenüber Druckzyklen zum Ausgleich mechanischer Toleranzen
- Gleichmäßige, exzellente Struktur der Mikroporenschicht (MPL = micro-porous layer) für optimalen Oberflächenkontakt mit der Membran – zur Verbesserung der Leistung und zum Schutz der Komponenten
- Kundenspezifische Anpassungen in Dicke, Breite sowie Beschichtung und Imprägnierung durch hohe Fertigungstiefe möglich
- Erste fluorfreie/PFAS(=per- and polyfluoroalkyl substances)-freie Versionen verfügbar
Wesentliche Vorteile
- Robust, flexibel und langlebig für eine optimierte Leistung von Brennstoffzellen- und Elektrolyseursystemen
- Flexibel und optimiert für kundeninternes Handling bei hoher Ausbeute und geringen Ausschussraten; ideal für Prozesse wie Stanzen
- Kundenerprobte, zertifizierte und zuverlässige Massenproduktionsprozesse für eine breite Palette an ausgereiften Serienprodukten
- Individuelle Produktanpassung für die nahtlose Systemeinbindung sowie Anpassung an die Montageprozesse des Kunden
- Globale Produktverfügbarkeit sowie lokale Vertriebs- und Entwicklungsunterstützung (Amerika, Europa und APAC)
Experte
“Wir arbeiten eng mit unseren Kunden zusammen um für sie das ideale Produkt zu entwickeln.“
Sarina Rothernburger, Sales Manager, Sales Manager Fuel Cell Components
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Brennstoffzellen- und Elektrolyseur-Expertise, die Fortschritt vorantreibt
Freudenberg Performance Materials ist der weltweit führende Anbieter von Vliesstoffen. Auf Basis unseres innovativen Technologieportfolios liefern wir GDL-Materialien für alle Anwendungen mit Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen (PEMFC) und Direktmethanol-Brennstoffzellen (DMFC).
Wir verfügen über mehr als 20 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet der Brennstoffzellen. Unsere Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten konzentrieren sich nicht nur auf Leistung und technische Produkteigenschaften, sondern auch auf Fertigungsaspekte und Kosteneffizienz. In enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden bringen wir PEM-Brennstoffzellen-Stacks und Elektrolyseure zur Produktionsreife. Hierfür haben wir entlang der Brennstoffzellen-Wertschöpfungskette ein starkes internationales Netzwerk aufgebaut. Unser Fachwissen über Gasdiffusionslagen und deren Zusammenspiel mit den jeweiligen Systemen und Anwendungen ermöglicht es uns, ein GDL-Portfolio anzubieten, das höchste Anforderungen verschiedener Branchen wie Mobilität, Logistik und Energie erfüllt.
Besondere Eigenschaften der GDL-Materialien
GDL-Materialien zählen zu den leistungsentscheidenden Komponenten in Brennstoffzellen, die sowohl als Funktions- als auch als Trägerstruktur für die Membran-Elektroden-Einheit (MEA= membrane electrode assembly) dienen.
Die GDL-Materialien von Freudenberg Performance Materials zeichnen sich durch hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit aus und schützen die Membran vor möglichen Durchstoßschäden. Die Vliesstoffe ermöglichen eine sichere, effiziente Weiterverarbeitung bei der MEA-Herstellung und sind auf einen optimierten Stofftransport entsprechend den Betriebsbedingungen der Brennstoffzelle zugeschnitten. Diese Optimierung gewährleistet eine ausreichende Versorgung der Katalysatorschichten mit den gasförmigen Reaktionspartnern Wasserstoff und Sauerstoff (aus der Luft). Gleichzeitig muss die Bewegung des Produktwassers in gasförmigem und flüssigem Zustand gesteuert werden, um die Katalysatorplätze für die Reaktanten offen zu halten und ein Austrocknen der Membran zu verhindern.
Dieses so wichtige Wassermanagement wird in erster Linie durch unsere speziell formulierten Beschichtungen und Behandlungen der mikroporösen Schicht (MPL = micro-porous layer) erreicht, die ein perfektes Gleichgewicht zwischen elektrischer und thermischer Leitfähigkeit und Hydrophobie aufweisen. Die neueste Generation von Freudenbergs GDLs deckt ein breites Spektrum ab: von Anwendungen in der Automobilindustrie, wo ein verbessertes Kaltstartverhalten und eine sehr hohe Stofftransportfähigkeit für den Betrieb mit hoher Stromdichte erforderlich sind, über stark befeuchtete stationäre Systeme bis hin zu Anwendungen unter extrem trockenen Betriebsbedingungen, wie sie in offenen Kathoden-Notstrom-Brennstoffzellen zu erwarten sind.
Durch die Anwendung der Vliesstoff-Technologie, die von Freudenberg Performance entwickelt wurde, erfüllen die einzigartigen dreidimensionalen Faserstrukturen unserer GDLs die anspruchsvollen Anforderungen an den Stofftransport und bieten darüber hinaus mechanische Kompressibilität, die dazu beiträgt, Dickenunterschiede von Zellstapelkomponenten wie Bipolarplatten und Membranen auszugleichen.
Zum Download
Im Dokument „Fuel cell – GDL tecommendations“ finden Sie wertvolle Informationen zur Auswahl der Materialien, die für Ihre Brennstoffzellenanwendung geeignet sind. Darüber hinaus sind unsere Vliesstoffe auf Karbonfaser-Basis auch für Hydrolyse-Anwendungen oder Energiespeichersysteme ideal.