Herstellung von Ni-Funktionsflächen auf Graphit-Compound-Platten mittels Ultraschallschweißen

In einer idealen Brennstoffzelle laufen die fur die elektrochemische Reaktion masgeblichen Vorgange (Katalyse, Stofftransport, Ionenleitung durch die Membran) uber die gesamte aktive Flache gleichmasig verteilt ab. Dies ist in einer realen Brennstoffzelle nicht der Fall, so dass in einer Bipolarplatte zwischen zwei benachbarten Zellen Ausgleichsstrome parallel zur Plattenebene fliesen mussen, um Unterschiede in der Reaktionsgeschwindigkeit zwischen gegenuberliegenden Flachenelementen auszugleichen. Diese Ausgleichsstrome mussen einen erheblich groseren elektrischen Widerstand uberwinden als die Strome senkrecht zur Plattenebene, und bedingen daher einen zusatzlichen Verlust an Nutzenergie. Durch die Einarbeitung von flachigen Metallstrukturen parallel zur Plattenebene konnte die elektrische Leitfahigkeit der Bipolarplatten erheblich vergrosert und der durch Ausgleichsstrome bedingte Energieverlust nahezu vollkommen vermieden werden. Eine vielversprechende Moglichkeit zum formschlussigen Auf- oder Einbringen von Metallstrukturen auf polymerbasierte Bauteile ist das Ultraschallschweisverfahren. Es wird gezeigt, unter welchen Bedingungen mit Hilfe des Ultraschallschweisverfahrens ein Metallnetz mit einem Graphit-Polymer-Compound verschweist werden kann. Durch Messungen der elektrischen Leitfahigkeit an den gewonnenen Materialproben konnte ein positiver Einfluss eines integrierten Metallnetzes noch nicht belegt werden, was vermutlich darauf zuruckzufuhren ist, dass der positive Effekt des Metallnetzes durch eine Beschadigung des Materialgefuges aufgrund nicht optimal angepasster Schweisparameter kompensiert oder gar uberkompensiert wird.