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Automobil Aktuell 1/2011: Optimierte MEA für die Brennstoffzelle mit NSTF Technologie von 3M


Als einer der führenden Hersteller hat das Multi-Technologieunternehmen 3M seine Membran-Elektroden-Einheit (MEA – Membrane Electrode Assembly) für die Brennstoffzelle in allen Komponenten noch weiter optimiert.

Sie weist jetzt eine signifikant höhere Stabilität und Lebensdauer bei einer wesentlich erhöhten Betriebstemperatur auf. Darüber hinaus ist sie für die Serienproduktion konzipiert und ermöglicht somit bei Massenabnahme oder entsprechend hohen Stückzahlen eine kostengünstigere Herstellung. Beides sind Grundlagen, um der breiteren Nutzung dieser Form der Energiegewinnung auch im Automobilsektor Auftrieb zu verleihen.

3M verfügt über das technologische Know-how, alle Komponenten dieses wesentlichen Bestandteils einer Brennstoffzelle selbst zu fertigen – auf Grund seiner Expertise in den Bereichen Fluormaterialien und -polymere, Dünnfilmbeschichtung, poröse Werkstoffe, Membranen, Klebstoffe und Mikroreplikation. Die deutlich bessere Leistung der von 3M praktisch neu entwickelten MEA ist unter anderem auf den Wechsel der eingesetzten Materialien zurückzuführen. Selbst bei einer Betriebstemperatur von 95 °C ist sie voll funktionstüchtig.

 

NSTF-Technologie: 90 Prozent weniger Platin

Bereits in der Vergangenheit war 3M in der Lage, auf die Membran eine relativ dünne Schicht des als Katalysator fungierenden Platins aufzubringen. Jetzt wird es dank der innovativen, ebenfalls von 3M entwickelten Nano Structured Thin Film Technologie (NSTF) aufgedampft, was bei gleicher Leistung 90 Prozent des Edelmetalls einspart. Diese Kostenreduktion spielt eine entscheidende Rolle, was die Serienfertigung von Brennstoffzellen insbesondere für die Automobilindustrie betrifft. Außerdem verhindert der Wegfall von Kohlenstoff als Trägermaterial die für dispersive Katalysatoren typischen Degra- dationseffekte.

Dank eines modularen Systems kann 3M die unterschiedlichen Anforderungen flexibel realisieren, die der jeweilige Einsatzbereich der Brennstoffzelle – (auto)mobil, portabel oder stationär – erfordert. Auf der Basis von mehr als 15 Jahren Forschungs- und Entwicklungsarbeit in den 3M Labors entstanden vollautomatische Produktions- und Montagelinien für komplette MEAs in konstanter Qualität, die auf Serienfertigung und damit zum Beispiel auch auf die Integration in Auto- mobilfertigung ausgelegt sind.

 

 

Umfassendes Know-how für die MEA

Im Bereich Fuel Cell Components der 3M Deutschland GmbH stehen den Anwendern kompetente Spezialisten zur Verfügung, die ihnen neben komponenten- und anwendungsspe-zifischer Beratung einen professionellen und umfangreichen Produktservice bieten. Dazu gehören die Unterstützung bei der Applikationsentwicklung, beim Prototypenbau und bei der Überführung der Prototypen zur Serienreife, ebenso wie die elektro-chemische Charakterisierung von Einzelkomponenten. Seit mehr als 15 Jahren forscht und entwickelt 3M im Bereich der Brennstoffzellen-Komponenten. Als eines von wenigen weltweit tätigen Unternehmen besitzt 3M Kernkompetenz in allen zur Herstellung von Membran-Elektroden- Einheiten (MEA) notwendigen Prozessen: Know-how in den Bereichen Fluorpolymere, Nano- und Mikroreplikationstechnologie, Dünnfilmbeschichtung, Membrantechnologie, Klebstoffe sowie poröse Werkstoffe.



 Optimierte MEA für die Brennstoffzelle mit NSTF Technologie

Optimierte MEA für die Brennstoffzelle mit NSTF Technologie

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