PEM-Brennstoffzellensysteme - heute und morgen / PEM-Fuel Cell Systems - today and tomorrow

Eine nachhaltige Mobilitaet erfordert die Synchronisation von weiterentwickelten Kraftstoffen und Antriebstechnologien. Im Hinblick auf einen Brennstoffzelleneinsatz ist aktuell insbesondere der Wasserstoff im Blickpunkt des Entwicklungsinteresses. Verbrennungsmotorische Hybride stehen dabei als evolutionaerer Zwischenschritt zwischen Verbrennungsmotor und Brennstoffzellenantrieb. Die Weiterentwicklung der MEA-Technologien (weniger Befeuchtung bei hoeheren Temperaturen) von Brennstoffzellensystemen wird zu einer deutlichen Systemvereinfachung fuehren. Der Wirkungsgrad wird infolge verbesserter Ladertechnologie insbesondere im Teillastbetrieb deutlich verbessert werden koennen. Im Hinblick auf die Reichweite von Wasserstofffahrzeugen ist dies ein wichtiger Baustein. Zukuenftige Herausforderungen sind insbesondere die Steigerung der Zuverlaessigkeit und Lebensdauer, die Systemvereinfachung (Reduzierung des Systemvolumens und der Systemmasse), die Verbesserung der Freezability und des optimierten Kaltstartes, die Erhoehung der Betriebstemperaturen ueber 80 Grad Celsius und die Reduzierung der Systemkosten (insbesondere Stackkosten). (A) ABSTRACT IN ENGLISH: A sustainable mobility requests the syncronisation between improved fuels and power train technologies. Actual fuel cell systems based on hydrogen are in the focus of the development effort. ICE hybrids are the evolutionary step between ICEs and the fuel cell powertrain. Improved MEA-technologies (less humidification at higher temperatures) of fuel cell systems will lead to a simplification. The efficiency, especially in the partial load, will be improved by improved charger technologies, an important element for the range of fuel cell vehicles based on hydrogen. Future challenges are mainly the improved robustness and lifetime, the system simplification (reduction of system volume and system mass), the improvement of freezabilty and of an optimized cold start behavior, the increasement of operation temperatures higher than 80 degree C and the reduction of system costs (mainly stack cost). (A)