Auslegung und Simulation von recyclebaren Mehrkomponentendichtsystem für Brennstoffzellenanwendungen
bachelor's thesis, master's thesis

Die Professur Alternative Fahrzeugantriebe (ALF) der Technischen Universität Chemnitz betreibt seit vielen Jahren Forschung an Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (PEM-BZ). Aktuelle Forschungsschwerpunkte liegen im Bereich der recyclinggerechten Auslegung von Brennstoffzellenstacks und der Implementierung eines kreislaufwirtschaftlichen Gedankens von der Konstruktion bis hin zur Fertigung und Montage. Wesentliche Komponenten dabei sind die Dichtungen zwischen den einzelnen Zellebenen im Stackaufbau, welche zum einen die Funktionsfähigkeit gewährleisten müssen und zum anderen wesentlich das Stackdesign beeinflussen.

Ziel der studentischen Arbeit ist zunächst die Analyse bestehender Brennstoffzellenstacks am Markt und am konkreten Beispiel des Open-Source-Stacks (OSS) hinsichtlich Demontage und Recycling der Einzelkomponenten. Aufbauend darauf sollen im Folgenden in einem methodischen Prozess Lösungen für ein recyclinggerechtes Dichtungsdesign erarbeitet werden. Zu betrachten sind dabei die Materialauswahl des Dichtwerkstoffs, das Zusammenwirken mit den Zellkomponenten und das Fertigungskonzept. Zur Umsetzbarkeit im späteren Produktionsprozess soll der Grundgedanke einer Automatisierung in die Konzeption einfließen.

Schwerpunkte:

• Literatur- und Veröffentlichungsrecherche zum Recycling von Brennstoffzellenstacks mit dem Fokus auf Dichtungskonzepte
• Ableitung und Erarbeitung von Lösungskonzepten für ein recyclinggerechtes Dichtungsdesign am konkreten Beispiel des Open-Source-Stacks
• Anwendung des methodischen Konstruktionsprozesses zur Ableitung von Lösungsvarianten
• Entwicklung eines Fertigungs-, Montage- und Demontage Konzept
• Implementierung eines Automatisierungskonzepts in die ausgewählte Lösung
• Umsetzung ausgewählter Dichtkonzepte an den zur Verfügung stehenden Fertigungsanlagen (Dispenser) und Auswertung der experimentellen Ergebnisse