{"id":11074,"date":"2019-01-25T09:35:16","date_gmt":"2019-01-25T08:35:16","guid":{"rendered":"https:\/\/php8.plastv.de\/?p=11074"},"modified":"2019-01-24T14:40:38","modified_gmt":"2019-01-24T13:40:38","slug":"flexible-bipolarplatten-aus-polymeren-ermoeglichen-kompakte-batterien","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/plas.tv\/?p=11074","title":{"rendered":"Flexible Bipolarplatten aus Polymeren erm\u00f6glichen kompakte Batterien"},"content":{"rendered":"
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Sei es in der Energieversorgung, sei es im Elektroauto: Aktuelle Batteriesysteme basieren auf einer Vielzahl miteinander verschalteter Einzelzellen \u2013 was Nachteile in Effizienz und Fertigung mit sich bringt. Bipolare Batterieaufbauten hingegen stapeln Einzelzellen kompakt als Stack. Neuartige flexible und extrem d\u00fcnne Bipolarplatten erlauben eine kosteng\u00fcnstige Fertigung von Batterien. Auf der Hannover Messe Preview am 24. Januar 2019 (Halle 19) und der Hannover Messe vom 1. bis 5. April 2019 (Halle 2, Stand C22) stellen die Forscherinnen und Forscher vom Fraunhofer-Institut f\u00fcr Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT ihre Entwicklung vor.<\/b><\/p>\n<\/div>\n<\/article>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Konventionelle Batteriesysteme sind extrem komplex: Sie bestehen meist aus mehreren Einzelzellen, die \u00fcber Kabel miteinander verbunden sind. Dies ist nicht nur aufwendig, sondern es besteht zudem die Gefahr von Hot-Spots \u2013 also Bereichen, in denen die Kabel zu hei\u00df werden. Dazu kommt: Jede einzelne dieser Zellen muss verpackt werden. Ein gro\u00dfer Teil der Batterie besteht also aus inaktivem Material, das nicht zur Batterieleistung beitr\u00e4gt. Bipolare Batterien sollen dieses Problem l\u00f6sen: Bei ihnen werden die einzelnen Zellen mittels fl\u00e4chigen Bipolarplatten miteinander verbunden. Allerdings treten hier andere Herausforderungen auf. Denn die Bipolarplatten bestehen entweder aus Metall und sind somit anf\u00e4llig f\u00fcr Korrosion. Oder sie werden aus einem Kunststoff-Kohlenstoff-Gemisch gefertigt, m\u00fcssen dann allerdings herstellungsbedingt min-destens mehrere Millimeter dick sein.<\/p>\n

\u00dcber 80 Prozent Materialeinsparung<\/h4>\n

Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer-Institut f\u00fcr Umwelt-, Sicherheits- und Ener-gietechnik UMSICHT in Oberhausen haben nun eine Alternative entwickelt. \u00bbWir stellen Bipolarplatten aus elektrisch leitf\u00e4hig eingestellten Polymeren her\u00ab, sagt Dr.-Ing. Anna Grev\u00e9, Abteilungsleiterin am Fraunhofer UMSICHT. \u00bbAuf diese Weise k\u00f6nnen wir sehr d\u00fcnne Platten realisieren und \u2013 verglichen mit konventionellen mit Kabeln verbundenen Zellen \u2013 \u00fcber 80 Prozent des Materials einsparen.\u00ab Dar\u00fcber hinaus bietet das Material zahlreiche weitere Vorteile. Zum einen korrodiert es nicht. Zudem l\u00e4sst es sich nachtr\u00e4glich umformen. So k\u00f6nnen beispielsweise Strukturen hinein gepr\u00e4gt werden, wie sie f\u00fcr Brennstoffzellen wichtig sind. Und: Die neuartigen Bipolarplatten lassen sich verschwei\u00dfen, so dass das erhaltene Batteriesystem absolut dicht ist. Konventionelle Bipolarplatten hingegen sind durch die thermische und mechanische Belastung des Ma-terials w\u00e4hrend der Fertigung dagegen zum Verschwei\u00dfen ungeeignet: Um sie so zusammenzuf\u00fcgen, dass weder Gase noch Fl\u00fcssigkeiten die F\u00fcgestellen passieren k\u00f6nnen, sind Dichtungen erforderlich. Diese werden jedoch schnell por\u00f6s, zudem brauchen sie Platz. Ein weiterer Vorteil des neuen Materials: Die Forscherinnen und Forscher k\u00f6n-nen die Eigenschaften der Bipolarplatten an die jeweiligen Anforderungen anpassen. \u00bbM\u00f6glich sind sowohl Platten, die so biegsam und flexibel sind, dass man sie um den Finger wickeln kann, als auch brettharte\u00ab, konkretisiert Grev\u00e9.<\/p>\n

Kosteng\u00fcnstige Herstellung durch Rolle-zu-Rolle-Verfahren<\/h4>\n

Die Herausforderung lag vor allem in der Entwicklung des Materials und des Herstel-lungsprozesses. \u00bbZwar verwenden wir markt\u00fcbliche Polymere und Graphite. Das Geheimnis liegt jedoch im Rezept\u00ab, sagt Grev\u00e9. Da das Material zu etwa 80 Prozent aus Graphiten und nur zu etwa 20 Prozent aus Kunststoffen besteht, haben die Verarbei-tungsprozesse mit der \u00fcblichen Kunststoffverarbeitung nur wenig gemein. Das For-scherteam vom Fraunhofer UMSICHT entschied sich f\u00fcr das Rolle-zu Rolle-Verfahren, das eine kosteng\u00fcnstige Herstellung erlaubt, und passte dieses mit viel Know-how an. Schlie\u00dflich m\u00fcssen die Inhaltsstoffe in den produzierten Platten homogen verteilt sein, zum anderen m\u00fcssen die Platten mechanisch stabil und komplett dicht sein. Aufgrund der Ausgangsstruktur der Materialien war das nicht einfach. Doch die Experten konn-ten auch diese Herausforderung meistern. \u00bbWir konnten alle Anforderungen innerhalb eines Prozesses erf\u00fcllen. Die Platten k\u00f6nnen daher so verwendet werden, wie sie aus der Anlage kommen\u00ab, erl\u00e4utert Grev\u00e9. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens: Die Platten lassen sich in beliebiger Gr\u00f6\u00dfe herstellen.<\/p>\n

Pr\u00e4sentation auf der Hannover Messe Preview und der Hannover Messe<\/h4>\n

Relevante Mustermengen der neuartigen Bipolarplatten k\u00f6nnen die Forscherinnen und Forscher bereits erzeugen: Gemeinsam mit der SAUERESSIG GmbH + Co. KG haben sie den bisherigen Produktionsprozess von Bipolarplatten f\u00fcr Brennstoffzellen in ein konti-nuierliches Verfahren \u00fcbertragen. Gef\u00f6rdert wurde das Projekt durch das Bundesminis-terium f\u00fcr Wirtschaft und Energie BMWi. Auf der Preview der Hannover Messe am 24. Januar 2019 stellen sie das Material in seiner Bandbreite vor \u2013 von ganz d\u00fcnnen flexib-len bis hin zu harten Platten. Auf der Hannover Messe vom 1. bis 5. April 2019 pr\u00e4sentieren Grev\u00e9 und ihr Team den Besucherinnen und Besuchern eine 3,2 Quadratmeter gro\u00dfe Bipolarplatte, die den Bau gro\u00dfskaliger Redox-Flow-Batterien erm\u00f6glicht (Halle 2, Stand C22).<\/p>\n

Quelle: Fraunhofer Umsicht<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/article>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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