Ziel des Projektes BePPel ist die Definition und Standardisierung der Messung physikalischer Parameter.
Dabei geht es insbesondere um elektrische Leitfähigkeiten sowie Kontaktwiderstände (in-plane und through-plane) an graphitischen und metallischen Bipolarplatten in Niedertemperatur- und Hochtemperatur Anwendungen in Brennstoffzellensystemen sowie Elektrolyseuren.
Für diese Aufgabe haben sich sechs deutsche Forschungseinrichtungen, die über große Expertise auf diesem Gebiet verfügen, zu einem bislang einmaligen Forschungsverbund zusammengeschlossen, um gemeinsam den von der Industrie geforderten Standard einheitlicher Messvorschriften im Sinne zukünftiger Standardisierung und Qualitätsüberwachungen zu entwickeln und zu implementieren.
Derzeit besteht in der Industrie bei deutschen Bipolarplatten Herstellern und OEM Unternehmen im Brennstoffzellenbereich der Bedarf an Standardisierungen hinsichtlich
- Elektrischer Leitfähigkeiten (in- und through-plane) und Kontaktwiderstände
- Thermischer Leitfähigkeiten
- Korrosion und Alterung von BPP
- Mechanischer Eigenschaften der BPP (vor und nach Betrieb)
- Oberflächenstrukturveränderungen
Es ist bereits eine Vielzahl an Methoden und Systemen zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeiten vorhanden. Aber es besteht große Unklarheit hinsichtlich einer eindeutigen Definition der Leitfähigkeit. Alle Projektbeteiligte sind sich einig, dass bislang kein einheitlicher „Standard“ existiert, welche Angaben in Spezifikationen notwendig sind und wie weit die zugrunde liegenden Messvorschriften erläutert werden müssen.
Da neben den graphitischen auch metallische Bipolarplatten immer mehr in den Fokus der Forschung gerückt sind, ist es wichtig für beide Bipolarplatten-Typen Parameter und Standards festzulegen, sowie Testprotokolle und Testsysteme klar zu definieren. Dazu gehört auch die nachvollziehbare Erläuterung einer definierten zugrundeliegenden Messmethode, anhand derer auch externe Gutachter in die Lage versetzt werden, von Herstellern angegebene Leitfähigkeitswerte bzw. weitere elektrische Kenngrößen nachzuvollziehen.
Die Qualitätskontrolle nach der Produktion bzw. die Eingangskontrolle vor der Einspeisung in die Fertigungslinien wird durch den im Projekt zu entwickelnden Messplatz vereinfacht. Die notwendige Standardisierung der Messverfahren, -methodik sowie die Entwicklung eines kostengünstigen Messsystems führen deshalb zu einer enormen Kostenreduzierung für die produzierenden Unternehmen. Hohe Ausschussraten können zum einen direkt vor Ort beim Hersteller deutlich reduziert werden. Zum anderen werden bei OEM Unternehmen hohe Kosten durch umfangreiche Eingangskontrollen, zusätzlichen Prüfaufwand sowie nachgelagerten Austausch von Bipolarplatten, z.B. in der Assemblierung von Brennstoffzellenstacks, vermieden. Zudem sinkt der Personalaufwand für Qualitätskontrollen bei den Unternehmen stark. Dieses trägt enorm zur Kostenreduzierung bei und steigert damit die Wertschöpfung der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie in Deutschland.
Einen weiteren großen Aspekt und Vorteil dieses Projektes stellt die Tatsache dar, dass zukünftig alle Forschungseinrichtungen ähnliche Ergebnisse erzielen, wenn nach definierten Standards im festgelegten Messaufbau gemessen wird.
Das Projekt zeichnet sich aus durch einen einzigartigen Zusammenschluss der deutschen Forschungseinrichtungen, die über entsprechende Expertise und Know-how zur Erreichung dieser Ziele verfügen. Bislang gab es solch einen Verbund von Forschungseinrichtungen für ein konkretes industriebezogenes Ziel noch nicht.