Als einer der führenden Hersteller der Membran-Elektroden-Einheit (MEA - Membrane Electrode
Assembly) für die Brennstoffzelle präsentiert das Multitechnologie-Unternehmen 3M weitere, aktuelle
Erfolge seiner langjährigen Entwicklungsarbeit.
Die in allen Komponenten optimierte MEA weist 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 Auftrieb zu verleihen.
Eine MEA, wesentlicher Bestandteil einer Brennstoffzelle, besteht aus einer Vielzahl von
Einzelkomponenten. 3M verfügt über das technologische Know-how, sie alle selbst zu
fertigen - auf Grund seiner Expertise in den Bereichen Fluormaterialien und -polymere,
Dünnfilmbeschichtung, Mikroreplikation, poröse Werkstoffe, Membranen sowie Klebstoffe.
Die deutlich bessere Leistung der von 3M praktisch neu entwickelten MEA ist unter anderem auf
den Wechsel der eingesetzten Materialien zurückzuführen. Auch bei einer Betriebstemperatur von 95
°C ist sie voll funktionstüchtig. Durch die Beschichtung der Membran mit einem
Monolayer-Nanostrukturierten-Katalysator (NSTF von 3M) wird der Flächenverlust unter wiederholter
Überspannung verringert.
Zudem treten rußbedingte Korrosionseffekte und daraus resultierende Verluste an aktiver
Oberfläche und elektronischer Aktivität des Katalysators mit Auswirkungen auf die Leistung der
Brennstoffzelle nicht mehr auf. Die weiterentwickelte Gasdiffusionsschicht trägt ebenfalls zu einer
Erhöhung der Oxidationsstabilität und damit zu einer längeren Lebensdauer der MEA bei.
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 aufgedampft, was bei gleicher
Leistung 90 Prozent des Edelmetalls einspart. Diese Kostenreduktion spielt eine entscheidende
Rolle, was die Serienfertigung von Brennstoffzellen betrifft. 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 13 Jahren Forschungs- und Entwicklungsarbeit in den 3M Labors entstanden vollautomatische
Produktions- und Montagelinien für komplette MEAs in konstanter Qualität, die auf Serienfertigung
und die Integration in das Herstellverfahren auf Kundenseite ausgelegt sind. Weitere Fortschritte
konnte das Unternehmen durch ein beschleunigtes Test- und Modellierungsverfahren für MEAs sowie
Ex-Situ- und In-Situ-Stabilitätsstudien erzielen.
3M ist eine Marke der 3M Company.
