Konventionelle Batteriesysteme sind sehr komplex. Sie bestehen meist aus mehreren Einzelzellen, die über Kabel miteinander verbunden sind. Bipolare Batterieaufbauten hingegen stapeln Einzelzellen kompakt als Stack. Bei ihnen werden die einzelnen Zellen mittels flächigen Bipolarplatten miteinander verbunden.
Allerdings treten hier andere Herausforderungen auf. Denn die Bipolarplatten bestehen entweder aus Metall und sind somit anfällig für Korrosion. Oder sie werden aus einem Kunststoff-Kohlenstoff-Gemisch gefertigt, aufgrund dessen sie dann mehrere Millimeter dick sind.
Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (Umsicht) haben nun eine Alternative entwickelt. „Wir stellen Bipolarplatten aus elektrisch leitfähig eingestellten Polymeren her“, sagt Anna Grevé, Abteilungsleiterin am Fraunhofer Umsicht. „Auf diese Weise können wir sehr dünne Platten realisieren und – verglichen mit konventionellen mit Kabeln verbundenen Zellen – über 80 % des Materials einsparen.“
Darüber hinaus bietet das Material weitere Vorteile. Zum einen korrodiert es nicht. Zudem lässt es sich nachträglich umformen. So können beispielsweise Strukturen hinein geprägt werden, wie sie für Brennstoffzellen wichtig sind. Und: Die neuartigen Bipolarplatten lassen sich verschweißen, so dass das erhaltene Batteriesystem absolut dicht ist.
Relevante Mustermengen der neuartigen Bipolarplatten können bereits erzeugt werden: Gemeinsam mit dem Unternehmen Saueressig haben die Fraunhofer Wissenschaftler den bisherigen Produktionsprozess von Bipolarplatten für Brennstoffzellen in ein kontinuierliches Verfahren übertragen.
Auf der Hannover Messe präsentieren Grevé und ihr Team den Besucherinnen und Besuchern eine 3,2 m²große Bipolarplatte, die den Bau großskaliger Redox-Flow-Batterien ermöglicht.
