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Forschungsarbeiten
Präparation und Evaluation neuer Hybrid-Protonenleiter – Teil III: Phosphorsäureimprägnierte Polybenzimidazol-Polymerelektrolytmembran für den Brennstoffzellbetrieb
Article first published online: 27 FEB 2008
DOI: 10.1002/cite.200700082
Copyright © 2008 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
Additional Information
How to Cite
Huth, A., Scheffler, R., Hübner, G., Seyfried, F., Wark, M. and Caro, J. (2008), Präparation und Evaluation neuer Hybrid-Protonenleiter – Teil III: Phosphorsäureimprägnierte Polybenzimidazol-Polymerelektrolytmembran für den Brennstoffzellbetrieb. Chemie Ingenieur Technik, 80: 307–315. doi: 10.1002/cite.200700082
Publication History
- Issue published online: 27 FEB 2008
- Article first published online: 27 FEB 2008
- Manuscript Accepted: 22 NOV 2007
- Manuscript Received: 30 MAY 2007
- Abstract
- References
- Cited By
Keywords:
- Brennstoffzelle;
- Polybenzimidazol/Phosphorsäure;
- Polymerelektrolytmembran;
- Protonenleitfähigkeit;
- Wasserstoffpermeation
Abstract
Als Alternative zu Nafion als Niedertemperatur-Polymerelektrolytmembran wurde phosphorsäureimprägniertes Polybenzimidazol als Hochtemperatur-Polymerelektrolytmembran für eine H2/Luft-Brennstoffzelle mit einer Arbeitstemperatur von 160 °C erfolgreich betrieben und getestet. Der Einfluss von Temperatur, Produktwasser und Phosphorsäuregehalt auf die Protonenleitfähigkeit und den Wasserstoff-Schlupf der Membran wurden gemessen. Dabei stellte sich heraus, dass ein Film aus phosphorsäureimprägniertem Polybenzimidazol im Vergleich zu Nafion deutlich verbesserte anwendungstechnische Eigenschaften für Betriebstemperaturen über 100 °C besitzt. Eine Polybenzimidazolmembran mit einem Phosphorsäuregehalt von 83 Gew.-% kann langzeitstabil bei 160 °C in der H2/Luft-Brennstoffzelle betrieben werden und besitzt im Brennstoffzellenbetrieb eine Protonenleitfähigkeit von σ = 0,22 S cm–1. Weiterhin zeichnet sich die phosphorsäureimprägnierte Polybenzimidazolmembran mit zunehmender Temperatur und zunehmendem Gehalt an Phosphorsäure durch abnehmende transmembrane Wasserstoff-Flüsse aus.