Tintenentwicklung für die Brennstoffzellen-Katalysator-Beschichtung – Ein HyFaB-Projekt (TiKaBe)

Brennstoffzellen sind eine Schlüsseltechnologie für die zukünftige Wasserstoffwirtschaft. Nach Jahrzehnten der Forschung und Entwicklung beginnt jetzt die Phase der Industrialisierung. Insbesondere im Schwerlastverkehr ist eine starke Nachfrage nach Brennstoffzellen-Technologien zu verzeichnen, da für diesen Anwendungsfall keine konkurrenzfähigen Alternativen zur Dekarbonisierung zur Verfügung stehen. Diese Nachfrage ist global ausgeprägt, was ein entsprechend hohes Marktvolumen mit entsprechend hohen Stückzahlen zur Folge hat.

Dem Trend zur Anwendung im LKW entsprechend rücken nun Fragen der Lebenszykluskosten sowie der Langzeitbeständigkeit (gegenüber der im PKW geforderten Dynamik und Leistungsdichte) in den Vordergrund. Bezogen auf die Membran-Elektroden-Einheit (MEA), dem elektrochemischen Herzstück der Brennstoffzelle, bedeutet dies, dass langlebige Membranelektrodeneinheiten mit niedrigen Edelmetallgehalten entwickelt werden müssen. Dies erfordert hochskalierbare, industrielle Beschichtungsprozesse.

Neben der heute etablierten Schlitzdüsenbeschichtung, die insbesondere hinsichtlich sehr homogener, kontinuierlicher Beschichtungen prädestiniert ist, sind zukünftig auch Druckprozesse wie Inkjet, Gravur- und Siebdruck interessant, weil sie strukturierte Schichten ermöglichen. In TiKaBe sollen zunächst Katalysatortinten entwickelt und validiert werden (TRL = 6), welche für die genannten Prozesse geeignet sind. Das so generierte Know-how soll dabei helfen, dass deutsche Zulieferer aus dem Anlagenbau, aus der Materialfertigung und MEA-Hersteller auf dem international umkämpften Markt der MEA-Produktion eine Spitzenposition einnehmen können.