Protonenleitende Membran

BASF hat eine protonenleitende Membran entwickelt, die bei Temperaturen von bis zu 180 °C betrieben werden kann. Dadurch werden robuste Brennstoffzellensysteme möglich und die Abtrennung von Wasserstoff aus Gasgemischen gelingt effizienter.

Hochtemperatur-PEM (Polymer Elektrolyt Membran)-Brennstoffzellen und elektrochemische Wasserstoffabtrennsysteme werden oft unter Bedingungen betrieben, die das Material belasten: zyklische Betriebsweise, verschiedenste Verunreinigungen im zu reinigenden Gasstrom und wechselnde Einsatzbedingungen.

Hier zeigt sich die Stärke der Celtec^® Membran-Elektroden-Einheit (MEA): Kern der MEAs ist die Celtec^®-Membran; Sie ermöglicht den Betrieb bei Temperaturen zwischen 120 und 180 °C und damit eine hohe Toleranz gegenüber Verunreinigungen und ein einfaches Wassermanagement.

Wie werden Celtec^® MEAs hergestellt?

BASF hat für 15 Jahre Celtec^® MEA für Brennstoffzellen produziert. Kunden und eigene Tests haben die Langzeitstabilität und die Leistung auch bei anspruchsvollen Betriebsbedingungen bestätigt. Seit 5 Jahren testet BASF die Celtec^®-Technologie für die elektrochemische Wasserstoffabtrennung.

In der Membran-Elektroden-Einheit werden Anode, Membran, Kathode und eine interne Dichtung miteinander verpresst. Der Kunde kann die MEA dann in einem Stack einsetzen, wo sie in der Brennstoffzelle Strom erzeugen oder bei der Wasserstoffabtrennung Gase separieren.

Aus verschiedenen Vorprodukten wird in einem patentierten Sol-Gel Prozess eine Membran hergestellt, die gasdicht ist und Phosphorsäure für die Protonenleitung enthält.

Gasdiffusionselektroden bestehen aus Kohlenstoffgewebe, die mit Katalysatoren beschichtet sind. Diese verteilen die Gase, spalten Wasserstoff und Sauerstoff und leiten die Elektronen ab. Unterschieden werden sie nach Anode (Wasserstoff-Oxidation) und Kathode (Sauerstoff-Reduktion).