PEM-Brennstoffzelle fuer mobile Anwendung. Teilprojekt: Katalysatorenentwicklung Abschlussbericht

Abstract

PEM fuel cells are gaining increasing importance for use in automotive application. The goal of the research program reported here was to develop the basic technology and components for PEMFC stacks for use in transport applications. The sub-task of Degussa was to develop improved electrocatalysts for PEMFC single cells and stacks. The technical objectives of the research project were met. Electrocatalysts, characterized by a high Pt-dispersion, high surface area and excellent activity, were developed. With this material, considerable progress was made to reduce the total platinum loading of PEMFC cells and stacks to about 0,5 mgPt/cm"2. With this value, the goal of the program (<0,8 mg/cm"2) was significantly surpassed. Additionally, higher power densities of >0.4 W/cm"2 were achieved at Degussa for hydrogen/air and reformate/air operation of the PEMFC. A CO-tolerant anode electrocatalyst, exhibiting a CO-tolerance of up to 100 ppm CO, enables the operation of PEMFC stacks with on-board generated methanol reformate. The performance of the new electrocatalyst materials was verified by DaimlerChrysler in a PEMFC demonstration stack at the end of the program. (orig.)PEM-Brennstoffzellen gewinnen fuer die mobile Anwendung immer mehr an Bedeutung. Im Rahmen des hier beschriebenen Leitprojektes sollten die Basistechnologien fuer den Einsatz der PEM-Brennstoffzelle im mobilen Bereich (Elektrotraktion) entwickelt werden. Das Teilprojekt der Degussa befasst sich mit der Entwicklung von verbesserten Elektrokatalysatoren fuer PEM-Brennstoffzellenstacks. Die technischen Arbeitsziele des Vorhabens wurden erreicht. So konnten Elektrokatalysatoren bereitgestellt werden, die sich durch eine hohe Pt-Dispersion, eine grosse Pt-Oberflaeche sowie eine sehr gute Aktivitaet auszeichnen. Mit diesen Elektrokatalysatoren gelang es, die Platinbeladung der PEM-Elektroden (Anode und Kathode) erheblich abzusenken. Mit einer Gesamtplatinbeladung von 0,5 mg/cm"2 wurde das Projektziel von 0,8 mgPt/cm"2 deutlich uebertroffen, auch die geforderten Leistungsdichten von >0,4 W/cm"2 im Luft- und Reformatbetrieb wurden bei Degussa erreicht. Ein neuer CO-toleranter Anodenkatalysator mit einer CO-Toleranz bis zu 100 ppm CO ermoeglicht den Betrieb des PEM-Brennstoffzellenstacks mit Methanol-Reformatgas. Die Eigenschaften der neu entwickelten Elektrokatalysatoren wurden von DaimlerChrysler in einem PEM-Demonstrations-Stack nachgewiesen. Damit leistet das Foerdervorhaben einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung der PEM-Brennstoffzellentechnologie fuer den Einsatz im mobilen Bereich. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F99B728+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany)DEGerman