ZIM-Kooperationsprojekt H2Coat „Entwicklung einer neuartigen Spezialbeschichtung für die dispenste Silikondichtung auf Bipolarplatten von Brennstoffzellen“ Fkz: KK5190509MP4

(Laufzeit: Jul. 2025 – Jun. 2027)

Wasserstoffbrennstoffzellen sind eine Schlüsseltechnologie für klimafreundliche Mobilität. Für ihren sicheren Betrieb ist ein zuverlässiger Umgang mit Wasserstoff entscheidend, da das Gas aufgrund seiner geringen Molekülgröße durch herkömmliche Dichtungen diffundieren kann. Dieser sogenannte Permeationseffekt führt zu Effizienzverlusten und kann ein Sicherheitsrisiko darstellen.

Um diese Permeation zu reduzieren, entwickeln das Zentrum für BrennstoffzellenTechnik (ZBT) und die Rhenotherm Miniparts Gesellschaft für Kleinteilbeschichtung mbH im Projekt H2Coat eine neuartige Spezialbeschichtung für dispenste Silikondichtungen auf Bipolarplatten von Brennstoffzellen. Ziel ist es, die Wasserstoffpermeation deutlich zu verringern und damit sowohl die Sicherheit als auch die Wirtschaftlichkeit von Brennstoffzellensystemen zu erhöhen. Die neue Beschichtung soll diese mechanischen Vorteile beibehalten und gleichzeitig eine effektive Barriere gegen Wasserstoffdurchdringung bilden.

Die Reduzierung der Wasserstoffpermeation in Silikondichtungen ist eine anspruchsvolle technologische Aufgabe. Zur Bewertung der neuen Beschichtungen werden beschichtete und unbeschichtete Prüfkörper auf einem speziell entwickelten Permeationsteststand untersucht und die Permeationsraten ermittelt. Ergänzend entstehen Prüfprotokolle, um die beschichteten Dichtungen später unter realen Brennstoffzellenbedingungen zu validieren. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Haftung der Beschichtung auf der Silikonoberfläche, die aufgrund ihrer geringen Oberflächenenergie herausfordernd ist. Zudem werden DVR-Messmethoden angepasst, um die mechanische Stabilität und Dichtwirkung der beschichteten Materialien praxisnah beurteilen zu können.

Im Projekt H2Coat bündeln die Partner ihre Kompetenzen in Materialtechnologie und Brennstoffzellenentwicklung.

Rhenotherm Miniparts entwickelt und untersucht geeignete Beschichtungssysteme, bewertet deren Haftung und Barrierewirkung und überträgt das Verfahren später auf reale Brennstoffzellen-komponenten.

Das ZBT stellt Probekörper und Bipolarplatten mit Dichtungen bereit, führt Permeations- und DVR-Messungen durch und testet die beschichteten Dichtungen in Brennstoffzellen unter realen Betriebsbedingungen. Die Ergebnisse werden mit Referenzstacks verglichen, um die Wirkung der Beschichtung auf Leistung und Alterung zu bewerten.

Mit der Entwicklung der H2Coat Spezialbeschichtung leisten die Projektpartner einen wichtigen Beitrag zur sicheren und wirtschaftlichen Nutzung von Wasserstoff in der Brennstoffzellentechnologie. Durch die deutliche Verringerung von Wasserstoffverlusten wird die Effizienz gesteigert und die Grundlage für eine breitere industrielle Anwendung geschaffen, ein Schritt hin zu mehr Sicherheit, Nachhaltigkeit und Wettbewerbsfähigkeit in der Wasserstoffmobilität.

Weitere Informationen:
https://zbt.de/projects/h2coat-spezialbeschichtung-fuer-silikondichtungen-in-brennstoffzellen-soll-permeation-reduzieren/