Synchrotron-Radiographie und -Tomographie einer PEM-Brennstoffzelle

Die dreidimensionalen Wasserverteilungen und -transportwege in den Gasdiffusionslagen (GDL) einer Polymer-Elektrolyt-Membran(PEM)-Brennstoffzelle werden bei verschiedenen Betriebsbedingungen analysiert. Die Methode der quasi In-situ-Röntgen-Tomographie wird für eine dreidimensionale Visualisierung der Wasserverteilung sowie der Struktur der GDL genutzt. Basierend auf Ergebnissen dynamischer radiographischer Messungen werden Wassertransportwege aufgefunden und anschließend mithilfe der Tomographie im Detail untersucht. Die Kombination dieser 2D- und 3D-Techniken erlaubt eine Identifizierung der Transportwege durch die GDL. zwei Mechanismen werden auf der Kathodenseite beobachtet: zum einen Wasser, das aus der GDL in den Kanal transportiert wird, und zum anderen Wasser, das in die GDL zurückgedrückt wird.