Direkt-Methanol-Mikrobrennstoffzellen mit mikrostrukturierten Stromkollektorfolien

Abstract:
Im Folgenden wird der Einsatz von mikrostrukturierten Stromkollektorfolien in Direkt-Methanol-Mikrobrennstoffzellen (DMFC) vorgestellt, welche bezogen auf die Sauerstoffversorgung auf einen passiven Betrieb ausgelegt sind. Hierbei werden 3D-strukturierte polymere Kanalstrukturen und mikrostrukturierte Metallgitter als Stromkollektoren verwendet, um eine Funktionstrennung und damit eine vereinfachte Aufbautechnologie zu erreichen. Es wurden Zellen realisiert und untersucht, die in einem sogenannten Bizellenkonzept aufgebaut sind. Hierbei stehen sich zwei Kathoden gegenüber, die über eine gemeinsame Kanalstruktur mit Luftsauerstoff versorgt werden. Die aufgebauten Brennstoffzellen wurden mit variierten Öffnungen der kathodenseitigen Stromkollektoren charakterisiert und miteinander verglichen. Hier wird deutlich, dass Stromkollektoren mit geringerem Öffnungsverhältnis zu einer besseren Performance der DMFC führen. Damit konnte gezeigt werden, dass die kleinen Öffnungen des kathodenseitigen Stromkollektors durch die Widerstandsminimierung stärker zur Leistungssteigerung beitragen, als dass die Stofftransportmechanismen der Kathodenseite gehemmt werden.