MaxCell 2
- Reference number
- PV09-0015
- Start and end dates
- 100101-131231
- Amount granted
- 0 SEK
- Administrative organization
- Uppsala University
- Research area
- Other
Summary
The main objective is to industrialize metal bipolar plates (BPP) for fuel cell applications, coated with corrosion resistant top layers using PVD technology, using a holistic view on the entire production chain: 1.Scientific evaluation of PVD coating quality with respect to surface roughness and material quality. 2.Develop optimal PVD coating of BPP, optimizing forming parameters and steel quality 3.Adapt suitable laser welding techniques for junction of thin (0.1 mm) BPP, minimizing adverse effects on PVD coating. 4.Develop coating processes suitable for steel substrates before forming and evaluate production benefits. 5.Correlating production tests of coated BPP to performance in final fuel cell. The project will run for 4 years: 2010-2013 and will engage two full time PhD students WP1(M1-2): -Literature review and specifications of work WP2(M3-18): -Scientific evaluation of PVD coatings on steel substrates with respect to their surface roughness and material quality WP3 (M3-24): -Scientific evaluation of PVD coatings with respect to forming and laser welding WP4(M18-48): -Life-time tests of results in full stacks and post-evaluation of BPP The expected main result of the project is a scalable production process for high quality bipolar flow plates. The project will ensure a significant knowledge transfer between Academia and Swedish Steel industry and facilitate the use of PVD technology in similar applications.
Popular science description
Bränsleceller bygger på principen att omvandla kemisk energi lagrad i tex vätgas eller metanol till elektrisk energi. Fördelarna är minskade utsläpp av skadliga gaser, hög verkningsgrad, låg ljudnivå och ett oberoende av tillgång till elnät. Tillämpningarna sträcker sig från bilindustrin till kraftaggregat för t.ex. fritidsbåtar till bärbara batteriladdare för mobiltelefoner. Det kommersiella genombrottet förväntas ske inom det senare segmentet. För att bränsleceller skall slå igenom på konsumentmarknaden behöver ett antal frågeställningar lösas: 1. livslängd 2. tillgång till drivmedel 3. Kostnad. "MaxCell 2" projketet fokuserar på fråga 1 och 3, dvs livslängden och kostnaden den sk bipolära flödesplattan, en central komponent i bränslecellen Den bipolära plattan fungerar dels som elektrisk kontakt, gasbarriär och fördelare av gasflödet i cellen. Viktiga egenskaper hos flödesplattorna är högt korrosionmotstånd och en hög elektrisk ledningsförmåga. Detta ställer höga krav på materialet och därför används idag flödesplattor tillverkade av grafit eller compositer av polymerer blandade med grafit. Då dessa är dyra och tar mycket plats så har man försök att använda metallplattor som har potential att tillverkas billigare och med högre effekt. Hittills har man fokuserat på att belägga stålplattor med guld eller andra ädla metaller för att plattorna inte skall korrodera. Nya försök har utförts med sk Maxfas beläggningar som innehåller billiga grundämnen (tex Ti Si C) men har samma goda egenskaper som guld. Preliminära resultat i det pågående ProEnviro projektet "MaxCell" har här uppvisat lovande egenskaper för beläggningar med Maxfas. Det nya projektförslaget "MaxCell 2" följer upp de lovande resultaten från "MaxCell" projektet och belyser produktionstekniska utmaningar som finns i tillverkningsprocessen där parametrar som stålkvalitet, präglingsteknik samt lasersvetsning av plattorna kommer in som parametrar med stor inverkan på ytbeläggningarna. Slutligen sker en utvärdering av kommersiella plattor under sammanlagt två års tid hos en kommersiell bränslecellstillverkare, där plattorna komer att köras i sk livstidstester för att verifiera kvaliteten hos plattorna och beläggningarna.