TiSPA

In dem Projektvorhaben TISPA sollen Alternativen für die konventionell Titan-basierten Bauteile in Protonenaustauschmembran(PEM)-Wasserelektrolyseuren(WE) entwickelt und optimiert werden. Hauptziele stellen dabei die Kosten- und Materialeinsparung dar. In TiSPA wird die komplette Wertschöpfungskette von der Bearbeitung der Grundmaterialien, deren Beschichtung bis hin zur Verwendung im Elektrolyse-Stack abgebildet. Für Plausibilitätstests und zur Ermöglichung eines größeren Parameterraums bei den zu testenden Materialien sind zusätzlich Einzelzelltests im Labormaßstab vorgesehen. Das zentrale Ziel des Projektvorhabens ist die Reduktion der Titananteile in den Bipolarplatten (BPP) sowie der Edelmetallanteile in deren Beschichtungen in PEMWE-Stacks unter Beibehaltung oder Erhöhung der Effizienz und der Lebensdauer. Dabei werden unabhängig voneinander zwei verschiedene industriell angewandte Stack-Aufbauten betrachtet: zum einen sind dies Stack-Aufbauten, die eine strukturierte Bipolarplatte inklusive Flussfeld verwenden und zum anderen Aufbauten, die eine planare Bipolarplatte mit zusätzlich unterlegtem Streckgitter zur Wasserverteilung einsetzen. Durch die Demonstration der Tauglichkeit der hier verfolgten Ansätze für beide Aufbauten in Form von real gefertigten Elektrolyse-Stacks wird die Reichweite des Projekts erhöht. In TISPA werden Alternativen zu Titan als Basismaterialien für Bipolarplatten, wie beispielsweise Edelstahl oder Kupfer, alleine oder in Kombination mit edelmetallreduzierten bis edelmetallfreien Schutz- und Kontaktschichten auf ihre Eignung für einen Betrieb in einem PEM-Wasserelektrolysestack hin evaluiert. Das Institut für Solarenergieforschung GmbH (ISFH) entwickelt innerhalb des Projekts neuartige, edelmetall-reduzierte und edelmetall-freie Schutz- und Kontaktschichten für Bipolarplatten in PEMWE-Stacks. Zusätzlich werden diese neuartigen Bipolarplatten materialwissenschaftlich und innerhalb von Elektrolysetestzellen am ISFH charakterisiert.