Ein Roboter appliziert eine Dichtung auf einen graphitische Bipolarplatte

Bipolarplatten und Dichtungen

Wir unterstützen unsere Kunden und Partner in der Entwicklung und Produktion leistungsfähiger Bipolarplatten- und Dichtungslösungen für PEM Brennstoffzellenstapel – von der Materialentwicklung über die Designauslegung, die Komponentenqualifizierung bis hin zur Produktion von Bipolarplatten und Dichtungslösungen sowie der Entwicklung innovativer Fertigungsverfahren.

Innovative Fertigungsverfahren

In Kooperation mit der Industrie entwickelt das ZBT innovative Fertigungsverfahren für Brennstoffzellenkomponenten wie das Klebfügen von metallischen Bipolarplatten, die Laser-Oberflächenstrukturierung oder Möglichkeiten zur automatisierten Qualitätssicherung von Bipolarplatten und Dichtungen.

Sie entwickeln Produktionsverfahren für Brennstoffzellenkomponenten? Gerne beraten wir hinsichtlich brennstoffzellenspezifischer Anforderungen und qualifizieren für Sie die Auswirkungen der Fertigungsprozesse auf Performance und Lebensdauer der Brennstoffzellenstapel!

Design von Bipolarplatten

Wir entwickeln Designs für metallische und graphitische Bipolarplatten und optimieren diese gezielt hinsichtlich Leistungsdichte, Lebensdauer und Herstellbarkeit. Die Qualität der Ausgangsmaterialien – von Rohstoffen bis zu Halbzeugen – bildet dabei die Grundlage für die Entwicklung leistungsstarker und zuverlässiger Produkte.

Unsere Schwerpunkte:

Beratung und Lastenhefterstellung: Unterstützung bei der Definition von Anforderungen und Spezifikationen
Zellkomponenten-Support: Beratung, Benchmarking und Optimierung von MEAs, Materialien und Beschichtungen für Bipolarplatten sowie Dichtungsmaterialien
CAD-Design: Entwicklung von Bipolarplatten für mobile und stationäre Anwendungen
CFD-Simulation: Strömungstechnische Optimierung zur Effizienzsteigerung
Testgeometrien: Herstellung von Prototypen zur Validierung der Zellperformance
Fertigungssupport: Unterstützung bei der Kommunikation und Abstimmung mit Produktionspartnern
Shortstack- und Fullstack-Entwicklung: Aufbau, Erprobung und Validierung

Materialentwicklung Compound

Das ZBT entwickelt hochgefüllte Compounds mit kohlenstoffbasierten Füllstoffen wie Graphit, Ruß, CNT und Graphen. Diese Materialien zeichnen sich durch herausragende elektrische und thermische Leitfähigkeiten sowie eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit aus. Die Qualität der Ausgangsmaterialien – von Rohstoffen bis zu Halbzeugen – ist dabei eine wesentliche Grundlage für die Entwicklung leistungsstarker Produkte.

Unsere Leistungen

Wir bieten optimierte Standardmaterialien für verschiedene Produktionsverfahren von graphitischen Bipolarplatten an, die für NT-PEM- und HT-PEM-Anwendungen geeignet sind. Diese Materialien werden weltweit in Zusammenarbeit mit unseren Lizenzpartnern vertrieben.

Zusätzlich entwickeln wir maßgeschneiderte Compoundrezepturen für individuelle Anwendungen:

Korrosionsstabile Platten- und Rohrwärmetauscher
Elektrodenmaterialien für Brennstoffzellen, Batterien und Elektrolyse
Kühlkörper zur effizienten Wärmeableitung

Kontinuierliche Produktion graphitischer folienbasierter Bipolarplatten

Neben dem klassischen Heißpressen oder Spritzgießen von Bipolarplatten für Brennstoffzellen, Batterien oder Elektrolyseure erforscht das ZBT die kontinuierliche Herstellung folienbasierter graphitischer Bipolarplatten mittels eines Extrusionsverfahrens.

Die Fertigung dünnwandiger graphitischer Bipolarplatten mit hoher Korrosionsbeständigkeit konnte erfolgreich demonstriert werden. Dieses Verfahren bietet großes Potenzial zur prozessseitigen Kostensenkung bei der Fertigung der Bipolarplatten, insbesondere bei einer Integration der Umformung der Flowfield- & Kühlstrukturen der Bipolarplatten durch Prägen bzw. kontinuierliches Walzen.

Mittels verschiedener Extrusionswerkzeuge können Folienbreiten bis zu 350 mm und Dicken von 400 µm bis 2 mm in beliebiger Länge hergestellt werden.

Dichtungslösungen für Brennstoffzellen

Das ZBT entwickelt und produziert innovative Dichtungslösungen für Brennstoffzellenstacks, die weltweit von zahlreichen Herstellern eingesetzt werden. Unser dispenserbasierter Applikationsprozess bietet nicht nur eine hohe Designflexibilität in der Entwicklungs- und Prototypingphase, sondern überzeugt auch in der Serienproduktion durch geringe Applikationskosten, hohe Prozessstabilität und kurze Taktzeiten – ideal für große Stückzahlen.

Vorteile unserer Dichtungslösungen

Robust und vielseitig: Mechanisch stabile Dichtungen, auch für dünne Substratmaterialien geeignet
Höhere Leistungsdichte: Bis zu 20 % Steigerung durch kompakte Dichtungsdesigns
Optimiertes Port-Design: Integrierte Dichtungen verhindern Wasseransammlungen im Portbereich
Flexible Entwicklung: Anpassungsfähiges Design für Prototyping und individuelle Anforderungen
Kosteneffizient: Skalierbarer Prozess für die wirtschaftliche Serienfertigung

Gruppenleiter Compoundtechnik

Dr. Marco Grundler

+49 203 7598-1175

m.grundler@zbt.de

Gruppenleiter Metallische Bipolarplatten

Lars Kühnemann

+49 203 7598-1257

l.kuehnemann@zbt.de

Gruppenleiter Graphitische Bipolarplatten

Sebastian Brokamp

+49 203 7598-4286

s.brokamp@zbt.de