PFSA-Ionomer-Komposit-Membranen für Mitteltemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen

Die Arbeit beschreibt die Entwicklung von Komposit-Membranen zur Erweiterung des Betriebsfensters der klassischen Niedertemperatur-Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle bis zu 130 °C. Die Vorteile dieses Temperaturbereichs sind neben der Minimierung von peripheren Befeuchtungs- und Kühlsystemen besonders die reduzierte Kohlenstoffmonoxidvergiftung der Katalysatoren. Durch die Kombination wichtiger Eigenschaften bieten die Komposit-Membranen, basierend auf einer niedermolekularen Perfluoro-Sulfonsäure-Ionomer-Matrix und nanoskaligen Metallfluoriden, die Grundlage für den Vorstoß in den Temperaturbereich, in dem reine Ionomermembranen ihre ionische Leitfähigkeit und mechanische Integrität verlieren. Anorganische Metallsalze als Dotierstoffe verbessern das für die Leitfähigkeit notwendige Wassermanagement in der Membran und die Temperaturstabilität insoweit, dass Betriebstemperaturen oberhalb des Verdampfungspunktes von Wasser möglich sind.