Entwicklung von Mikro-Polymermembran-Brennstoffzellen unter Einsatz von Mikro-Strukturierungstechnologien

Angesichts zunehmender Miniaturisierungen und Erweiterungen des Funktionsumfangs von elektronischen Anwendungen wird die Entwicklung neuer Konzepte zur integrierten Energieversorgung immer wichtiger. Diese Arbeit stellt ein neues und innovatives Konzept für den Aufbau einer planaren Mikro-PEM-Brennstoffzelle ohne Gas-Diffusionslagen (GDL) mit selbstatmender Funktion auf der Kathodenseite unter Adaption etablierter Packagingtechnologien und gezielter Weiterentwicklung von Systemintegrationstechnologien vor. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der modellunterstützten Optimierung, Konstruktion und Realisierung von mikrostrukturierten Stromkollektorstrukturen mit integrierten Strömungsfeldern. Die Optimierung erfolgt bezüglich einer homogenen Verteilung der Reaktanten und einer verlustarmen Ab- und Zuleitung der elektrischen Ladungsträger. Entwurfs- und Designrichtlinien zur Realisierung von miniaturisierten PEM-Brennstoffzellen ohne GDL und ein massenproduktionstaugliches Fertigungskonzept werden in dieser Arbeit vorgestellt.