Maßprüfung von Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs) für Brennstoffzellen

Berührungslose optische Messungen von Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs) zur Herstellung von Brennstoffzellen für Elektrofahrzeuge

Eine Brennstoffzellen-Membran als Abdeckung für die Elektrodenbaugruppen
Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen stehen derzeit im Fokus automobiler Brennstoffzellenanwendungen. Das kritische Bauteil dieses Brennstoffzellentyps ist die Membran-Elektroden-Einheit (MEA). Sie unterstützt die elektrochemische Reaktion, die für das Herauslösen von Elektronen notwendig ist. Die MEA besteht aus mehreren Schichten und einer Reihe unterschiedlicher Materialien in der Membran selbst sowie in den Katalysator- und Gasdiffusionsschichten. 

Eine einzelne MEA sieht aus wie eine dünne beidseitig beschichtete Folie, in der die Anoden- und die Kathodenmembran mithilfe einer internen Dichtung zusammengepresst sind. Je nach Verwendungszweck gibt es Folien in unterschiedlichen Größen, die teilweise bis zu 1000 mm groß sind. Diese fragilen und empfindlichen Folien gilt es, mithilfe eines schnellen prozessorientierten Messverfahrens zu verifizieren.  

Die Membranelektroden sind in aller Regel an verschiedenen Stellen beschichtet und beide Seiten müssen ohne eine Beschädigung der Folienoberfläche geprüft werden. Ein Multisensor-Koordinatenmessgerät (KMG) mit einem für große 2D-Bauteile geeigneten Messvolumen und einer speziellen Vision-Messsoftware ist hierfür die ideale Lösung. Hersteller, die MEAs in großen Stückzahlen produzieren, können ein derartiges KMG einfach in den Messprozess integrieren, beispielsweise mithilfe eines Barcode-Lesers zum Starten des Programms. So führen selbst unerfahrene Mitarbeiter den Prozesse einfach und sicher durch. Die Prozessvalidierung mithilfe einer Software für die statistische Prozessregelung kann ebenfalls die effiziente Fertigung von Membran-Elektroden-Einheiten für Elektrofahrzeug-Brennstoffzellen unterstützen. 

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