MISTRA-programmet Bränsleceller i ett uthålligt samhälle Årsrapport Komponent prestanda Stack prestanda. Flödesmekanik

Transkript

1 MISTRA-programmet Bränsleceller i ett uthålligt samhälle Årsrapport 2003 Material prestanda Komponent prestanda Stack prestanda El. Gen. System Behovstillfredsställelse Membran Elektrod Katalysator H 2 lagring Membran MEA Elektrod H2 lagring Flödesmekanik Design Tillverkning Testning Batterier Samarbete med STEM, Elforsk och Gröna Bilen Scenario modellering Jungnercentrum Rapport 2004:2

2 2

3 Innehållsförteckning Inledning...4 När kommer bränslecellerna?...4 Delprogram Material och komponenter Utveckling av membran baserade på aromatiska polymerer Framställning och karakterisering av katalytiska nanopartiklar Nanofabrikation, karakterisering och modellering av elektrokatalysatorer Elektrokemisk karakterisering av katalysatorer och elektroder Utveckling och karakterisering av membranelektrodkomponent (MEA) med användning av nya katalysatorer och högtemperaturmembran Molekylär karakterisering av protonledande membran Rostfria stål i bipolära plattor Syntetisk grafit i bipolära plattor Naturligt grafit i bipolära plattor Formning av bipolära plattor Bränslecellskomponenter...17 Delprogram Bränslecellsstack Gas-vätskeflöde, värme och masstransport i polymerbränsleceller Bränslecellstack och bipolära plattor Bränslecellstack...21 Delprogram Teknikutvärdering Vätgaslagring Teknikbedömning av bränlecellssystem och introduktionsnischer...23 Styrelse och ledningsgrupp...25 Styrelse...25 Ledningsgrupp...25 Ekonomisk redovisning...25 Vetenskaplig rapportering Avhandlingar mm Publikationer och konferensbidrag Konferensbidrag

4 Inledning MISTRA-programmet om bränsleceller i ett uthålligt samhälle skapades för att bidra till att bygga upp kompetens och kapacitet för en eventuell storskalig introduktion av bränsleceller. Introduktionen av bränsleceller antogs kunna bidra till en lösning av dagens miljöproblem. Programmet har huvudsakligen inriktats mot att utveckla material och komponenter (delprogram 1), och söker utveckla dessa efter hur de fungerar tillsammans i en stack (delprogram2) och hur bränsleceller kan introduceras och användas i ett uthålligt samhälle (delprogram 3). Arbetet genomförs inom ramen för Jungnercentrum med KTH som programvärd. Denna årsrapport sammanfattar 2003 års arbeten. Göran Johansson, Volvo, är programchef. Bengt Steen, Chalmers är biträdande programchef och programmets informatör. Ytterligare information finns på programmets hemsida När kommer bränslecellerna? Bränslecellen uppfanns redan 1839 av en engelsk jurist, William Grove. Den började på allvar utnyttjas på 1960-talet inom rymdprogrammen. Detta inspirerade bl.a fordonsindustrin att försöka utveckla drivsystem baserade på s.k. PEMbränsleceller. Dessa arbetar vid låg temperatur och är de av de olika bränslecellstyperna som är mest lämpade för mobila tillämpningar. Idag finns prototypfordon hos de flesta fordonstillverkare. Flera demonstrationsprojekt pågår, t.ex EU:s CUTE-projekt, där 27 bränslecellsdrivna bussar körs i nio olika europeiska städer, varav Stockholm är en (figur 1). Figur 1 En av CUTE-projektets bränslecellsbussar på Kungsgatan i Stockholm 4

5 Ännu kan emellertid inte bränslecellstekniken konkurrera med konventionell teknik. Den är alltför dyr. Miljöfördelarna kan ännu inte uppväga den väsentligt högre kostnaden. Vårt program syftar till att minska kostnaderna och att öka miljöfördelarna. Detta gör vi bl.a. genom att minska platinainnehållet i bränslecellen och att utveckla nya membran. Dessutom försöker vi anpassa komponenterna till applikationer i nischmarknader, där betalningsviljan är förhållandevis hög. Svaret på frågan om när det stora genombrottet för bränslecellerna kommer brukar ofta bli: om tio år. Så har det varit sedan 1960-talet. Det vi lärt oss är att det inte är särskilt meningsfullt att planera för att tekniken av sig själv skall slå igenom om ett visst antal år. Det krävs en stor uthållighet och beredskap för att kunna ta vara på möjligheterna när tiden är mogen. Det krävs också en samverkan mellan forskning, näringsliv och myndigheter. 5

6 Delprogram 1 Material och komponenter Delprogramledare: Anna Iversen, Outokumpu Stainless, (f.d. Avesta Polarit) Som hinder för att kommersialisera bränsleceller har man i dagsläget ansett att det är för dyrt att massproducera bränsleceller för bl a transportändamål. En annan invändning har varit den lägre effektiviteten hos en bränslecell jämfört med bensindrivna motorer samt den ändliga resursen av katalysatorn, platina, som i dagsläget används i bränslecell prototyper. Ett viktigt bidrag till den internationella forskningen är att öka effektiviteten av tillgängliga bränsleceller och att ta fram kostnadseffektiva celler med högt återvinningsvärde. För att kunna utföra detta krävs fokusering på komponenterna i bränslecellerna. Möjliga vägar att uppnå uppsatta mål för kostnader, återvinning och effektivitet under drift är att öka driftstemperaturen, säkerställa en mycket låg användning av mängden platina samt att konstruera flödeseffektiva bränsleceller. Forskningen i komponentgruppen har under 2003 betonat effektiviteten i en bränslecell, PEFC (polymer electrolyte fuel cell) i kombination med kostnadssänkningar och livscykelanalys för ingående komponenter. Som komponenter i en bränslecell kan nämnas membranet som transporterar laddningen genom cellen i form av vätejoner, katalysatorn som katalyserar de ingående kemiska reaktionerna och elektroder som verkar som support för katalysatorn. Att höja driftstemperaturen för membranen är en viktig del för att öka effektiviteten i bränslecellerna. Intensiv forskning har pågått under året i gruppen för att ta fram membran som klarar temperaturer över 100 C eftersom dagens kommersiella membran i sin egenskap av elektrolyt är begränsade vid högre temperaturer. I skuggan av världens ändliga resurser av platina har litteratursökning genomförts för att sammanställa möjliga alternativ eller materialkombinationer till katalysatorer till bränslecellerna. Micro-emulsioner av system som platina i kombination med kobolt studerades. Samarbeten initierades under 2003 och som fortsättningsvis pågår mellan LTH, KTH och Chalmers för att karakterisera och ta fram nya lösningar till framtida och varaktiga bränsleceller. Avancerade elektrokemiska metoder i kombination med matematisk modellering har använts för att studera och karakterisera nya ledande membran och nya katalysatorer. Temadiskussioner av olika komponenter genomfördes i samband med koordineringsmöten. Under året har också gruppen utökats med ett projekt för konstruktion av bränslecellstackar, vilket också bidrar till utökat samarbete i gruppen samt helhetssynen för målet i programmet. Under 2003 redovisades också en doktorsavhandling för karakteriseringsmetoder av komponenter till PEFC bränsleceller (Development of Characterisation Methods for the Components of the Polymer Electrolyte Fuel Cell av J. Ihonen, KTH). 1. Utveckling av membran baserade på aromatiska polymerer. Projektmedlemmar: Patric Jannasch, LTH, Docent Benoît Lafitte, LTH, Doktorand Mario Puchner, LTH, Postdoc 6

7 En av de allra viktigaste komponenterna i polymerbränslecellen är det protonledande membranet. Kraven på membranet är höga eftersom det måste uppfylla en kombination av kritiska funktioner, inkluderande hög protonledning, goda mekaniska egenskaper, kontrollerad vattenabsorption, och låg permeabilitet för bränsle och syrgas. Samtidigt måste det kunna klara av den kemiskt aggressiva miljön som det utsätts för i bränslecellen utan att brytas ned. Forskningen inom detta delprojekt är inriktad på att utveckla nya membran genom molekylär design, syntes, och studier av nya välkarakteriserade jonomerer baserade på polysulfoner. Polysulfoner är kommersiellt tillgängliga aromatiska polymerer som har exceptionellt hög mekanisk, kemisk och termisk stabilitet. Under 2003 har kemiska modifieringar har gjorts genom att fosfon- och sulfonsyragrupper fästs på polysulfoner via olika sidokedjor. Genom att variera den molekylära karaktären hos sidokedjorna, exempelvis längd och molekylära flexibilitet, har polymermembran med goda egenskapskombinationer utvecklats. Sedan oktober utökades aktiviteterna genom syntes av nya polysulfoner via direkt polymerisation med olika sulfonerade monomerer. Inom programmet har membran baserade på sulfofenylerade polysulfoner levererats till Tillämpad Elektrokemi på KTH där membranens egenskaper i bränsleceller har utvärderats med lovande resultat. Bland annat visade dessa utvärderingar att membranen fungerade i över 300 timmar utan att förlora prestanda vid kontinuerlig drift vid 100 % RH. Vidare noterades den bästa prestandan vid temperaturer mellan 90 och 100 C. Studier av membranens inre porstruktur har under året startats upp tillsammans med Materialfysik på Chalmers. Båda dessa samarbeten har forsatt in i O O SO 2 n butyllitium O O SO 2 n O O S O C O Li O O SO 2 n C O SO Li 3 Figur 2 Reaktionsformler för syntes av en sulfofenylerad polysulfon, samt en bild av ett protonledande membran som gjutits från en lösning av denna polymer i dimetylacetamid 7

8 2. Framställning och karakterisering av katalytiska nanopartiklar Projektmedlemmar: Anders Palmqvist, Chalmers, Dr Krister Holmberg, Chalmers, Professor Kjell Wikander, Chalmers, PhD student I början av mars 2003 anställdes Kjell Wikander som doktorand i projektet. Efter en initial litteraturstudie bestämdes att två huvudspår för sökandet av alternativa katalysatormaterial till platina skall följas. Det ena har inriktningen att späda ut platina-innehållet med lämpliga övergångsmetaller, t ex kobolt, genom framställning av platina/kobolt legeringar. Det andra spåret är mindre utforskat men har ambitionen att ytterigare minska platina-innehållet genom framställning av blandade metalloxider. Här är förhoppningen att platina helt skall kunna undvikas. För att kunna utnyttja de nya materialen optimalt krävs att de framställs i form av väldispergerade nanopartiklar på ett kolbaserat bärarmaterial och vi har arbetat med att utveckla syntesmetoder för såväl de aktiva komponenterna som bärarmaterialet. Under 2003 har nanopartiklar av platina och platina/kobolt legeringar framställts med hjälp av mikroemulsioner och karakteriserats med TEM och magnetiska mätningar. Arbetet med metalloxiderna har ännu inte påbörjats experimentellt då dessa kräver avancerade startmaterial (i form av alkoxider). Vi har påbörjat ett samarbete med en grupp som specialiserat sig på alkoxidframställning och planerar att kunna börja med metalloxiderna under våren Både arbetet med platina/kobolt legeringar och med metalloxiderna innehåller processteg som är känsliga för syre och vatten och av denna anledning har en handskbox som möjliggör arbete under inert atmosfär köpts in och tagits i drift under De nya katalysatormaterialen kan sedan behandlas vidare och inkorporeras i den så kallade MEA:n för elektrokemisk utvärdering. Nanopartiklar av platina har deponerats på ett kommersiellt kolpulver och utvärderats av Tillämpad Elektrokemi, KTH, för att undersöka hur platina framställt med mikroemulsionsmetoden jämför sig med kommersiella platina/kol-pulver och för att utvärdera att metoden för deponering av partiklarna på bäraren fungerar. De första resultaten ser lovande ut och likvärdiga resultat som det kommersiella provet erhölls, även om det tycks vara visst problem med masstransportbegränsningar och reproducerbarhet för de nya materialen. Kjell har under året deltagit i två internationella konferenser (Zakopane, Polen och Lund) inom ramen för två forskningsnätverk och presenterat sitt arbete i form av en poster. För att förbättra sin förståelse för bränsleceller och dess karakterisering deltog Kjell även i en Norfa-finansierad kurs om elektrokemisk karakterisering i Odense. 8

9 Figur 3 Transmissions-elektronmikroskopisk (TEM) bild av platina/kobolt nanopartiklar från mikroemulsionsmetoden visar att partiklarna är 3-5 nm i diameter. 3. Nanofabrikation, karakterisering och modellering av elektrokatalysatorer Projektmedlemmar: Erik Fridell, Chalmers, Dr Bengt Kasemo, Chalmers, Professor V.P.Zhdanov, Chalmers, Professor Per Hanarp, Chalmers, Dr Det är vid de två elektroderna i en bränslecell som omvandlingen från kemisk till elektrisk energi sker. På elektroderna finns ett elektriskt ledande, poröst kollager med katalytiskt aktiva nanopartiklar utspridda på ytan. Det vanligaste katalysatormaterialet som används idag är platina, som är en dyr och sällsynt metall. Bränslecellens prestanda bestäms till stor del av de komplicerade katalytiska reaktionerna på nanopartiklarna och masstransporten av reaktanter/produkter i elektroderna. Vi arbetar med att undersöka hur olika materialparametrar, som till exempel katalysatorpartiklarnas storlek, avståndet mellan dem, och deras form, kan varieras för att optimera bränslecellernas effektivitet. För detta använder vi experimentella studier på modellkatalysatorer, samt teoretisk modellering. Modellkatalysatorerna tillverkas med kolloidal litografi, som är en snabb metod för att täcka stora ytor med små nanostrukturer. I kolloidal litografi kombineras elektrostatisk adsorption av kolloidala polystyrenpartiklar, med etsning- och/eller deponeringssteg. Disk-formade nanopartiklar av metaller eller andra material kan tillverkas, med god kontroll på relevanta materialparametrar som storlek på och separation mellan partiklarna, se figur 4. Vi är speciellt intresserade av att undersöka nya material för att minska eller helt ta bort platina som katalysator. Under 2003 har vi arbetat med utveckling av både fabrikationsmetoden och elektrokemiska karakteriseringsmetoder för modellkatalysatorerna (i samarbete med 9

10 KTH). Teoretisk modellering av de kemiska reaktionerna på katalysatorpartiklarna har också utförts. Figur 4 Platina diskar tillverkade genom kolloidal litografi, diameter ca. 100 nm (bild tagen med atomprobemikroskåp). Viktiga materialparametrar för bränslecellelektroder som kan studeras är katalysatorpartiklarnas diameter (d), separationsavstånd (r), höjd (h) och material (t.ex platina eller platinalegeringar). 4. Elektrokemisk karakterisering av katalysatorer och elektroder Projektmedlemmar: Göran Lindbergh, KTH, Professor Anders Lundblad, KTH, Dr Henrik Ekström, KTH, doktorand De första porösa elektroderna baserade på platinakatalysatorer belagda på poröst kol har undersökts elektrokemiskt. Dessa katalysatorer var framtagna på Chalmers. Elektroderna framställdes med samma metodik som vi använder för att undersöka kommersiella katalysatorer, d v s genom att spruta en blandning av katalysatorkol, Nafion och lösningsmedel på ett varmt membran. De första försöken visade på mycket låg aktivitet för syrereduktion, men arbetet går vidare för att ta fram en aktivare katalysator, för att därefter titta på andra katalysatorsammansättningar. Modellkatalysatorer framtagna med kolloidal litografi har även de undersökts i bränslecellsmiljö, med en helt nyutvecklad metodik som visar sig fungera bra. Metoden möjliggör studier av olika katalysatorkoncept vid förhållanden som är mycket lika de i en bränslecell, d v s vid hög temperatur och låga halter med vatten. Inledningsvis har ren platina undersökts, men arbetet kommer framöver att bli inriktat mot platina-kobolt-legeringar. I ett mindre projekt har helt ädelmetallfria katalysatorer undersökt tillsammans med Yohannes Kiros, KTH. Det första urvalet av olika sammansättningar och halter 10

11 av järn- och koboltbaserade katalysatorer är genomfört. Det största problemet med dessa alternativa katalysatorer är stabiliteten i bränslecellsmiljö, och stabiliteten har därför kontrollerats i kokande svavelsyra. En avslutande del där de mest lovande koncepten undersöks med avseende på aktivitet och stabilitet i bränslecellsmiljö kommer att genomföras under våren Utveckling och karakterisering av membranelektrodkomponent (MEA) med användning av nya katalysatorer och högtemperaturmembran Projektmedlemmar: Göran Lindbergh, KTH, Professor Anders Lundblad, KTH, Dr NN, doktorand Inom detta projekt har arbetet fortsatt varit inriktat på att undersöka elektrodens porösa egenskaper, allt i syfte att minska de irreversibla förlusterna och optimera användningen av ädelmetallkatalysator. Vi försöker bättre förstå de begränsningar som uppkommer vid höga strömtätheter. En stor experimentell svårighet som då dyker upp är användningen av referenselektroder, vilka är en förutsättning för att de ska gå att identifiera var olika förluster uppkommer i en cell. Peter Gode arbetar därför tillsammans med Katarina Wiezell, en doktorand verksam inom Gröna bilen - programmet, med att utveckla nya pålitligare referenselektroder som kommer att användas i det fortsatta experimentella arbetet. Den elektrokemiska karakteriseringen av nya högtemperaturmembraner har tagit fart. Membran framtagna i Lund har undersökts i bränsleceller av Henrik Ekström. Membranen visar sig ha god stabilitet upp till minst 100 C, men membranet visade sig vara känsligt för låga vattenhalter. De resistiva förlusterna i cellen var högre än för Nafion-membran, men stora delar av dessa förluster uppkommer troligtvis i övergången mellan membran och elektrod. Detta är ett känt problem för nästan alla typer av alternativa membraner, och en av de stora svårigheterna som måste överbryggas. En ny doktorand, Sophie von Kraemer, har precis startat i detta projekt för att just arbeta vidare med denna problematik. Under våren 2004 kommer arbetet med membran från Lund att fortsätta. 6. Molekylär karakterisering av protonledande membran Projektmedlemmar: Hanna Matic, Chalmers, Dr Per Jacobsson, Chalmers, Professor Målet med detta projekt är att nå en förståelse för sambandet mellan det proton ledande membranets struktur på en molekylär nivå och funktionen i en bränslecell. Med vibrationsspektroskopiska tekniker kan man följa membranstrukturen från vaggan till graven, dvs. från syntesen till efter avslutat bränslecellstest. 11

12 Sammansättning, fördelning av aktiva grupper, interaktioner mellan olika komponenter och polymerkonformation är exempel på områden som kan studeras. Våra studier av de nya membraner baserade på aromatiska polymerer syntetiserade i Lund (projekt 1) har inletts med Raman spektroskopiska mätningar. Dessa inledande studier understödjer den karaktärisering som redan gjorts i Lund, men understryker också behovet av en djupare vibrationsspektroskopisk analys som underlag för vidare studier av t.ex nedbrytning under bränslecellstester. En grundläggande fråga är naturligtvis vad som händer i membranet i en bränslecell under drift. Tillsammans med Tillämpad elektrokemi vid KTH utvecklar vi en helt ny metod för att med Raman mikroskopi studera membranet i en arbetande cell (se figur). Detta kan ge unik information om processer i bränslecellens inre och i den inledande studien har vi kunnat mäta hur vattenprofilen i membranet förändras med ökande ström (se figur). Nedbrytning av membranet i en bränslecell är en komplicerad process som påverkas av både materialegenskaper och driftsbetingelser. I ett pågående samarbete med forskargrupper vid Helsingfors tekniska högskola och Helsingfors universitet studerar vi utvecklingen av strukturella förändringar hos membran, utvecklade i Finland, efter bränslecellstestning i mellan 600h och 2000h. Studierna av membrannedbrytning kommer att utvidgas till kommersiellt tillgängliga material i ett samarbete med Volvo Technology. Figur 5 Cell för in situ Raman mikroskopi. Den infällda grafen visar vatten profilen från katod till anod sidan. Anod sidan uppvisar en minskande hydrering med ökande ström, en följd av vattentransporten i membranet. 12

13 7. Rostfria stål i bipolära plattor Projektmedlemmar: Anna Iversen, Avesta Stainless, Dr Under en tid har rostfritt stål i bipolära plattor varit ett önskemål från tillverkare av bränsleceller för transportändamål pga massproduktionsaspekter, korrosionsegenskaper och formningsegenskaper. Standardstål som använts och testats för detta ändamål har vanligen varit av typ syrafast (316). Dock visar ett syrafast stål en förmåga till ökning av resistivitet på ytan under strömbelastning, vilket sänker en bränslecells effektivitet under drift. Otillräcklig ledande förmåga har bidragit till att man utfört studier som omfattar flera stålsorter innehållande legeringsämnen som skiljer sig från det syrafasta stålet. I denna studie användes en elektrokemisk rankningsmetod för materialegenskapen resistivitet, för passiv filmen och dess ökning under strömbelastning av en rostfri stålyta. De resultat som framkom var att ökningen av resistivitet hos en legering under strömbelastning kunde skilja sig stort från en stålsort till en annan. Elva olika stålsorter testades med indikationen att mangan som legeringsämne inte bidrog till en ökning av resistiviteten och inte heller en ökning av filmens tjocklek. Resultaten analyserades även med hjälp av en statistisk vektoranalys (SIMCA). Det legeringsämne som främst bidrog till en ökning av resistiviteten av passivfilmen hos ett rostfritt stål analyserades till högre halter av molybden. Under året har rostfritt stål sänts till Cellkraft och Morphic för tillverkning av bipolära plattor. Cellkraft kommer att testa stålet i celler som byggs för långtidstester under Figur 6 Tillverkning av bipolära plattor i stål 13

14 8. Syntetisk grafit i bipolära plattor Projektmedlemmar: Sten Fransson, Svenska Tanso Svenska Tanso AB har under året tagit fram diverse strömtilledare i syntetisk grafit till Jari Ihonen, KTH (se doktorsavhandling Development of Characterisation Methods for the Components of the Polymer Electrolyte Fuel Cell, ISBN KTH/KRT/R-184-SE). Strömtilledarna har varit av två olika typer; Ø30x60 mm i grafit kvalitet KC-673 med olika spiralformade spår, samt segmenterade grafitplattor (se expempel nedan) av olika storlek och utförande i kvalitet ISEM-3 (fenolimpregnerad) med epoxiisolering mellan segmenten. ISEM-3 togs speciellt fram med hänsyn till högre värmeledningsförmåga (128 W/mK jämfört med 10 W/mK för KC-673). Ovanstående strömtilledare har varit för unika celldesigner som möjliggör experiment som ej är möjliga att genomföra med kommersiella celler. Dessutom har ett antal prover på grafitfolie, grafitpulver, grafitspray, kolfibertissue och kolfiberfilt tagits fram och distribuerats till deltagare inom MISTRAprogrammet. Figur 7 Segmenterad grafitplatta 9. Naturligt grafit i bipolära plattor Projektmedlemmar: Paul Hammergren, Woxna Tidigare erfarenheter har visat att icke porös grafit har kemisk stabilitet att bibehålla sina egenskaper i den extremt aggressiva miljö med låga ph-värden som 14

15 uppstår i en bränslecell. Både syntetisk och naturlig grafit har använts vid tillverkning av PEM bränsleceller. Det höga priset för syntetisk grafit har varit en negativ faktor. Under senare år har ny teknik utvecklats för att framställa högren grafit även med utgångspunkt från naturlig, kristallin grafit. Tidigare var det endast syntetisk grafit som klarade renhetskrav på mer än 99,5 procent kol. Woxna Graphite AB har tillsammans med Timcal Graphite & Carbon Ltd testat olika metoder med kombinationer av termisk och kemisk rening. Försöken har lyckats bra och produkter med hög renhet har framställts i laboratorieskala. En modell har utarbetats som omfattar olika parametrar såsom temperatur, kemikalieanvändning och - koncentrationer, behandlingstid, partikelstorlek, grafitkoncentration m.m. Försöken skall nu gå vidare med uppbyggnaden av en pilotanläggning, troligtvis i Kanada. Woxna Graphite och Timcal kan nu leverera olika högrena produkter för tester hos de olika forskningsteamen och intresserade företag. Även emulsionsbaserade produkter för korrosionsskydd av metalliska bipolära plattor kan erbjudas. Fördelen med naturlig grafit jämfört med syntetisk grafit är bl.a. ett lägre pris. Figur 8 Flotation av naturlig grafit Grafiten lyfts upp till ytan som ett skum 15

16 10. Formning av bipolära plattor Projektmedlemmar: Michael Molin, Morphic Technologies Bakgrund Morphic Technologies utvecklar och marknadsför teknik och systemlösningar för precisionsstyrning av extrema dynamiska krafter. Lösningarna möjliggör en avsevärt förbättrad kvalitet och kostnadseffektivitet vid storskalig precisionstillverkning av komponenter genom kapning, pulverkompaktering, stansning och formning. Bolaget har patent på en lösning för kostnadseffektiv volymproduktion av platta objekt, så som bipolära plattor. Maskinteknik Morphic har i drift en egen maskin för höghastighetsformning där försök med formning av bipolära plattor genomförs. Maskinen är unik i sitt slag och är baserad på bolagets egna patent och lösningar. Genom att under kontrollerade former accelerera två slagkolvar mot ett verktyg från var sitt håll, uppnås under en bråkdel av en sekund ett enormt tryck. Under den korta tidsperioden kan ett solitt material eller ett metallpulver i verktyget formas till en färdig komponent. Formningsprocessen i sig tar endast ett fåtal millisekunder, varför en tillverkningsprocess med produktionstakter på tusentals plattor i timmen är möjlig. Material Under 2003 fortsatte försöken med tillverkning av bipolära plattor. I Morphics maskin har försök gjorts med såväl grafit i pulverform som med stålplåt. Ett antal olika grafittyper, både organiska och syntetiska, har provats med olika varianter av bindemedel. Försöken, som resulterat i enkla räfflade plattor, har givit goda insikter i verktygskonstruktion för grafitpressning. Under den senare halvan av 2003 har kontakter med Tanso givit uppslag för ytterligare grafitvarianter som har potential att ytterligare förenkla processen. Under 2004 är avsikten att utprova dessa alternativ. I samma verktyg som försöken med grafit har även plåt i olika material formats. Under senare delen av 2003 har den rostfria plåt som Outokumpu föreslår för bipolära plattor studerats och ett verktyg för att prova den är under konstruktion. 16

17 Figur 9 Formningsmaskin hos Morphic Technologies 11. Bränslecellskomponenter Projektmedlemmar: Per Ekdunge, Volvo Technology, docent Helena Berg, Volvo Technology, Dr Bränsleceller består inte bara av MEA och bipolära plattor. En annan viktig komponent är packningar. I detta fall är det extra viktigt att välja rätt material då stacken ska kunna operera vid temperaturer högre än 100 C. Volvo har genom andra projekt kontakt med tänkbara leverantörer. Vidare har packningarnas utformning diskuterats tillsammans med Cellkraft. Vissa packningar kan vara tillverkade av grafit och diskussioner har gjorts med Svenska Tanso om hur man skulle kunna utforma grafitpackningar och vissa preliminär delresultat har uppnåtts. Genom smarta lösningar kan man integrera vissa delar och på så sätt skapa en mycket mer produktionsvänlig stackkonstruktion. 17

18 Delprogram 2 Bränslecellsstack Delprogramledare: Per Ekdunge, Volvo Målet med delprogrammet är att med rätt förutsättningar kunna konstruera en stack som kan operera vid temperaturer över 100 C. Detta temperaturkrav ställer stora krav både på konstruktion och komponenter. Inom delprogram 2 fokuseras utvecklingen mot just konstruktionen. Som ett första mål kommer en celldesign att tas fram. De problem som ses som de mest kritiska är läckage och kylning. Under 2003 har arbetet främst kretsat kring utformning av flödeskanaler och tätning av de enskilda cellerna. Vissa randvillkor har satts upp för konstruktionen: stacken ska vara lätt att tillverka (få komponenter) och flexibel i materialval. Vidare ska konstruktionen vara sådan att det går att skala upp till olika dimensioner i framtiden. Målet för projektet är att konstruera en stack med ca 200 cm 2 cellarea. Figur 10 visar hur celldesignen kan se ut. Vidare ska stacken vara så konstruerad att den går att driva med flöden som både är med- och motströms. Till att börja med kommer kommersiella MEA att köpas in för att utvärdera celldesignen. anodsida packning aktiv yta support H 2 Luft Fig 10. Tänkt celldesign av anodsidan för bränslecellsstacken i MISTRA II. 18

19 1. Gas-vätskeflöde, värme och masstransport i polymerbränsleceller Projektmedlemmar: Michael Vynnycky, KTH, docent Erik Birgersson, KTH, Dr Niklas Mellgren, KTH, doktorand Detta projekt består av två kopplade delar, nämligen (A) matematisk modellering och (B) experimentell utredning av strömningsmekanik, masstransport, värmetransport och elektrokemiska fenomen i en polymer elektrolyt bränslecell (PEFC). Fördelarna med en approach som innehåller bade teoretisk modellering och experiment är att: a) modelleringsresultat kan användas för att förklara experimentella resultat; b) experimentella resultat kan användas för att fastställa viktiga parametrar som behövs i teoretiska modeller, samt för att validera modellerna. Båda delar utförs på KTH (A på FaxénLaboratoriet, B på Institution för Tillämpad Elektrokemi). Under 2003: i projekt A har matematiska modeller, som togs fram under MISTRA-I, utvecklats vidare för att kunna ta hänsyn till temperaturgradienter i cellen, samt för att kunna undersöka kondensation av vattendroppar på katodsidan. Ett exempel på temperaturfördelning i en cell visas i bilderna nedan. Olika resultat fås beroende på modellantaganden, fast den högsta temperaturen alltid ligger på katodsidan. Figur 11 Ett exempel på temperaturfördelning i en cell vid olika modellantaganden 19

20 i projekt (B) har metoder för att karakterisera prestanda på gasdiffusionskiktet (GDL) tagits fram. Olika material har testats i bränsleceller genom att variera nivåer på cellkompression och fuktning på katodsidan. Porositeten, porstorleksfördelningen och kontaktvinkeln fastställdes, samt elektrisk kontaktresistans, termisk impedans och gaspermeabilitet. En ny generation av segmenterad cell, där lokala strömtätheter kan mätas, har utvecklats. Under projektets gång under 2003 har experimentella resultat från en segmenterad cell använts för att validera en PEFC-modell. 2. Bränslecellstack och bipolära plattor Projektmedlemmar: Joakim Nordlund, Cellkraft, Dr Att konstruera en bränslecell som har både goda prestanda och lång livslängd är inte en enkel uppgift. Både prestanda och livslängd är beroende av både hur bränslecellen ser ut inuti och vilka material man använt när man konstruerat den. Under 2003 har Cellkraft deltagit i både diskussioner kring grundläggande design av bränslecellstack och arbete för att få fram rätt material inuti bränslecellen. Under resten av programperioden kommer Cellkraft att fokusera sina ansträngningar inom MISTRA till att arbeta med materialfrågor för de bipolära plattorna. Mot slutet av året fokuserades arbetet mot att kunna testa nya material, från exempelvis Outokumpu (fd. AvestaPolarit), under realistiska bränslecellsbetingelser i både korttids- och långtidsförsök. En testrigg för långtidstestning av bränslecellkomponenter har byggts upp och testats, se bild. Arbete med att utveckla design och användbarhet för testriggar påbörjades i slutet av året. Nu är tre testriggar enligt egen design beställda, vilka kommer att tas i bruk i början av andra kvartalet Figur 12: En första uppställning för långtidstestning av material i bränslecell. 20

21 3. Bränslecellstack Projektmedlemmar: Per Ekdunge, Volvo Technology, docent Helena Berg, Volvo Technology, Dr För att kunna konstruera en så optimal celldesign som möjligt är det viktigt att kunna testa olika kritiska parametrar. Under 2003 har en teststation införskaffats (Fig 13) och driftsatts för detta ändamål. Utrustningen är designad för att just kunna studera enskilda celler eller ett fåtal celler tillsammans ( småstackar ). Flöden och temperatur, för både gaser och kylmedium, går att variera för att utvärdera olika konstruktioner och material. I det fortsatta arbetet kommer det vara viktigt att kunna detektera var i konstruktionen begränsningar finns. Ett sätt är att använda en segmenterad bipolär platta, vilken har utarbetats och konstruerats i samarbete med KTH och Sv Tanso. Som ett komplement till testning av olika celldesigner kommer simuleringar att vara en nyckelaktivitet för att ytterligare optimera designen, då flöden och värmebalanser kan studeras på ett helt annat sätt än i en experimentell uppställning. Preliminära simuleringar visar på hur viktigt det är att med rätt flödesbild få det tryckfall man önskar över stacken/cellen. Under 2004 kommer denna aktivitet att öka och då i samarbete med KTH. Fig 13. Teststation för enstaka celler eller småstackar. 21

22 Delprogram 3 Teknikutvärdering Delprogramledare: Bengt Steen, Chalmers En introduktion av bränsleceller i samhället är inte bara en fråga om själva bränslecellstekniken. Det krävs även infrastruktur i form av bränsledistribution, service och underhåll, kunskap, kompetens, lagstiftning etc. Det är lätt hänt att de fördelar som vinns på komponent och stacknivå äts upp av nackdelar i kringsystemen. Eller omvänt att de nackdelar, som finns på komponent och stacknivån kan uppvägas av fördelar på högre systemnivåer. Den teknikutvärdering, som görs inom delprogram 3, har fokuserats på strategiskt viktiga frågor, såsom vätgaslagring, platinatillgång och hur man skall kunna få igång ett näringsliv som producerar bränsleceller till acceptabel kostnad och kvalitet. Trots att det på rent rationella grunder kan hävdas att komprimerad vätgas i bilar är säkrare än bensin, kan det bli svårt att övertyga allmänheten. En lagring av väte som hydrider skulle kunna undanröja detta potentiella hinder. Tillgången på brytvärda halter platinametaller begränsas till ett fåtal platser på jorden och cirka 95% finns i Sydafrika. Det innebär dels att man på sikt måste finna alternativa katalysatorer, dels att en effektiv återvinning krävs redan idag. En lämplig strategi för att få igång ett näringsliv är att utveckla nischmarknader. En del av verksamheten i delprogrammet har därför sökt finna och utvärdera ett antal sådana alternativa nischer. I den utvärdering som gjorts har miljöfrågorna varit centrala, i första hand för att bränslecellerna aktualiserats av miljöskäl. Övriga kriterier har även beaktats, men mera översiktligt. 1. Vätgaslagring Projektmedlemmar: Dag Noreus, Stockholms Universitet, Professor Nya metallhydrider för vätgaslagring. Metallhydrider har allmänt en hög volumetrisk lagringförmåga av väteatomer. Ofta den dubbla mot vad som kan åstadkommas med flytande väte som kondenserats genom nedkylning under 253 o C. Då metallhydriderna är baserade på blandningar av relativt tunga övergångsmetaller är den viktsmässiga lagringskapaciten ca 2 wt% väte. En förbättring skulle fås om hydriderna kunde baseras på lättare metaller som Li, Na, Mg, Al etc., vilka också är relativt vanliga och billiga. Binära hydrider av dessa metaller är tyvärr alltför stabila för de flesta tillämpningar och måste värmas till ibland något hundratal grader för att släpa ifrån sig sina väteatomer. Ett relativt nyupptäckt trick att komma runt detta är att blanda metaller som inte bildar en stabil legering men där blandningen kan hållas samman i en stabil struktur med hjälp av väteatomer som i sin tur binder till metallatomerna. I t. ex. NaAlH 4 22

23 håller väte ihop de icke blandbara metallerna i en relativt stabil struktur. Genom att störa denna vätebindning med dopning och gitterdislokationer kan hydriderna får att släppa ifrån sig vätet betydligt lättare och upp till 5 wt% väte har kunnat frigöras vid temperaturer under 100 o C. Ett problem som måste lösas är att när hydriden släpper väte separeras metallerna. Om dessa bildar för stora kristaller försvåras återhydreringen och systemet förlorar kapacitet. Genom olika tillsatser och begränsning av reaktionstemperaturen försöker vi minska problemen med metallseparationen. Med hjälp av trial-and-error synteser av denna typ av nya hydrider kombinerat med karaktärisering av reaktionsprodukterna arbetar vi med att optimera systemen för att passa som vätelager till bränsleceller. Vi prövar också nya metall-kombinationer. 2. Teknikbedömning av bränlecellssystem och introduktionsnischer Syftet med detta projekt är att tillsammans med problemägare beskriva, konkretisera och miljöbedöma möjliga tillämpningar av bränslecellsystem i introduktionsnischer. En dialog har förts med de olika forskargrupperna om vilka krav på system, komponenter, material etc., som är rimligt att ställa utifrån antaganden om bränslecellsteknikens användning i samhället. Dialogen ingår i en systematisk produktutvecklingsmetodik, s.k. QFD, (Quality Function Deployment). En studie genomfördes kring kostnaderna att producera vätgas till konsument i Sverige. Vätgasproduktion baserades på småskalig reformering av naturgas till vätgas. En tidsberoende modell skapades för att kunna simulera kostnadsutveckling per kg vätgas för olika år och olika antaganden. Vätgas kostade ungefär 30 SEK/kg vätgas. Det innebär att bränslekostnaden skulle vara 3 SEK/10 km för en bränslecellsbil som drar 0,1 kg vätgas/10 km. En annan studie genomfördes kring vad som är önskvärda egenskaper hos ett demonstrationsprojekt kring vätgas och bränsleceller. Resultatet från studien presenterades på en konferens i Manchester i mars Ett viktigt resultat från förstudien var att mer fokus bör läggas hur ett demonstrationsprojekt påverkar processen efter det att demonstrationsprojektet är avslutat, än vad som görs idag. För att lättare kunna förstå hur bränsleceller kan komma att fungera i ett framtida samhälle har en vision av introduktionen i en medelstor stad (Uppsala) utarbetats (figur 14). Det är tydligt att man inte bör utvärdera bränslecellerna som enbart ett utbytesalternativ till dagens förbränningsmotorer och energiomvandlingsprocesser. Man bör även utreda vilka nya möjligheter man har med tekniken i ett stadsplaneperspektiv. 23

24 Ringlinje för kollektivtrafikens tvärförbindelser -kan ev automatiseras -Spårfältet kan ha solceller för vätgas Lokal pipeline För vätgas, ett par mil lång runtom stadens ytterkant Stadsrand Tankställen För alla typer av av fordon även FC-fordon Stadsdels centrum Med park&ride Rondell för alla linjer runtom city Kollektivtrafikens radiella esplanader med stadskvarter o parker Eko raffinaderi - Lokal produktion av vätgas med olika metoder Trädgårdsstad med ett par tusen bostäder Figur 14 Vision av hur bränsleceller och vätgas kan användas i en medelstor stad 24

25 Styrelse och ledningsgrupp Styrelse Lars Öjefors, ordf., Industrifonden Paul Hammergren, Tricorona Anders Hult, KTH Christer Morén, AGA-Linde gas Ivars Neretniks, KTH Göran Wirmark, Volvo Technology Corp Britt Marie Bertilsson, adj. MISTRA Göran Johansson, adj. Volvo Technology Corp. Bengt Steen, adj. Chalmers Ledningsgrupp Göran Johansson, Volvo, programchef Bengt Steen, Chalmers, bitr. programchef Anna Iversen, Outokumpu Stainless AB Per Ekdunge, Volvo Patric Jannasch, LTH Göran Lindbergh, KTH Ekonomisk redovisning Project 2003 Total Budget Used Budget Used Development of SPFC Membranes Preparation of catalyst nanoparticles Nanofabrication, characterisation Electrochemical characterization of catal Gas-liquid flow, heat and mass transport Development and characterisation Molecular characterisation of proton cond Fuel Cell Components, VTEC Fuel cell stack VTEC Fuel cell stack and Bipolar plates, Cellk Bipolar plates, Morphic Bipolar plates, Woxna Bipolar plates, Tanso Bipolar plates, Outokumpu Evaluation of hydrogen storage Technology Assessment of SPFC systems Sum:

26 Vetenskaplig rapportering 1 Avhandlingar mm Thesis Phd, Lic, or MSc thesis concluded in the project. Number of available documents: 4 [1] J. Ihonen, Development of characterisation methods for the components of the polymer elecrolyte fuel cell,phd thesis, December 2003 [2] Frédéric Jaouen, Electrochemichal characterisation of porous cathodes in the polymer electrolyte fuel cell, PhD thesis, KTH [3] Erik Birgersson, Modelling of Transport Phenomena in Direct Methanol and Proton Exchange Membrane Fuel Cells, TRITA-MEK Technical Report 2003:02, Licentiate thesis Stockholm, KTH, 2003, ISSN X [4] Lina E. Karlsson, Proton-Conducting Polymers and Membranes for Fuel Cells - Preparation and Properties, Ph.D. thesis, Lund University, Sweden, 2003 (ISBN ). 2 Publikationer och konferensbidrag. Articles Documents published in books or refereed journals. Number of available documents: 30 [1] Birgersson, K. E., Nordlund, J., Ekström, H., Vynnycky, M. and Lindbergh, G,., Reduced two-dimensional one-phase model for analysis of the anode of a DMFC, Journal of the Electrochemical Society, 150(10), A1368-A1376 (2002). [2] Birgersson, E. and Vynnycky, M. 2002, A quantitative study of the effect of flow-distributor geometry in the cathode of a PEM fuel cell, To be submitted. [3] Vynnycky, M. and Birgersson, K. E, Analysis of a model for multicomponent mass transfer in the cathode of a polymer electrolyte fuel cell, SIAM Journal on Applied Mathematics, 63(4), (2003) [4] Birgersson, E., Noponen, M., and Vynnycky, M., Analysis of a two-phase non-isothermal model for a polymer electrolyte fuel cell, to be submitted to Journal of the Electrochemical Society (2004). [5] Härelind Ingelsten, Hanna, et al, Deposition of platinum nanoparticles, synthesized in water-in-oil microemulsions, on alumina supports, Langmuir, 18, , 2002 [6] V.P. Zhdanov, Electrochemical reactions on catalyst particles with 26

27 three-phase boundaries, Phys. Rev. E 67, (2003). [7] P.Gode, F. Jaouen, G. Lindbergh, A. Lundblad, G. Sundholm, Influence of the composition on the structure and electrochemichal characterisics of the PEFC cathode, Electrochim. Acta, 48, 4175 [8] F.Jaouen, G. Lindbergh, G. Sundholm, Investigation of masstransport limitations in the solid polymer fuel cell cathode, Part I: Mathematical model, J. Electrochemical Soc, 149 (2002) A437 [9] Jaouen, F., Lindbergh G., Wiezell, K. Transient techniques for investigationing mass transport limitations in gas diffusion electrodes. II. Experimental characterization of the PEFC cathode, J. Electrochem. Soc., 150, A1711. [10] Jaouen, F., Lindbergh, G. Transient techniques for investigationing mass-transport limitations in gas diffusion electrodes. I. Modelling of the PEFC cathode, J. Electrochem. Soc., 150, A1699 [11] Jaouen, F., Marcotte, S., Dodelet, J-P, Lindbergh, G. Oxygen reduction catalysts for polymer electrolyte fuel cells from the pyrolysis of iron acetate adsorbed on various carbon supports, J. Phys. Chem. B, 107, [12] J. Ihonen, F. Jaouen, G. Lindbergh, A. Lundblad, G. Sundholm, Investigation of mass-transport limitations in the solid polymer fuel cell cathode, Part II: Experimental, J. Electrochemical Soc, 149 (2002) A448 [13] V.P. Zhdanov and B. Kasemo, Kinetics of electrochemical reactions: from single crystals to nm-sized supported particles, Surf. Sci. 521, L655 (2002). [14] Härelind Ingelsten, Hanna, et al, Kinetics of the formation of nano-sized platinum particles in water-in-oil microemulsions,, J Colloid Interface Sci, 241, , 2001 [15] Magnus Karlström, Local environmental benefits of fuel cell buses a case study, Accepted for publication in Journal of Cleaner Production 2003 [16] P. Gode, J. Ihonen, A.Strandroth, H. Ericson, G. Lindbergh, M. Paronen, F. Sundholm, G. Sundholm, N. Walsby, Membrane durability in a PEM fuel cell studied using PVDF based radiation grafted membranes, Fuel Cells 3 (2002) 21 [17] Peter Forsberg and Magnus Karlström, On optimal investment strategies for a hydrogen refueling station, Submitted to International Journal of Hydrogen Energy [18] V.P. Zhdanov and B. Kasemo, One of the scenarios of electrochemical oxidation of CO on single-crystal Pt surfaces, Surf. Sci. 545, 109 (2003). [19] Lina E. Karlsson, Patric Jannasch, Polysulfone Ionomers for Proton-Conducting Membranes: Sulfoalkylated Polysulfones., J. Membrane Sci., 230, (2004). [20] L. E. Karlsson, P. Jannasch, and B. Wesslén, Preparation and Solution Properties of Amphiphilic Sulfonated Acrylamide Copolymers., Macromol. Chem. Phys., 203, , (2002). [21] Patric Jannasch, Recent Developments in High-Temperature Proton Conducting Polymer Electrolyte Membranes., Curr. Opin. Colloid Interface Sci., 8, (2003). [22] Birgersson, K. E., Nordlund, J., Vynnycky, M., Picard, C. and Lindbergh, G., Reduced two-phase model for analysis of the anode of a DMFC, to be submitted to Journal of the Electrochemical Society (2004) [23] V.P. Zhdanov and B. Kasemo, Role of the field fluctuations in electrochemical reactions, Applied Surface Science, 219, (2003) 27

28 [24] V.P. Zhdanov and B. Kasemo, Simulation of CO electrooxidation on nm-sized supported Pt particles: stripping voltammetry, Chem. Phys. Lett. 376, 220 (2003). [25] Benoît Lafitte, Lina E. Karlsson, Patric Jannasch, Sulfophenylation of Polysulfones for Proton Conducting Fuel Cell Membranes, Macromol. Rapid Commun., 23, (2002). [26] Palmqvist, Anders. E. C., Synthesis of ordered mesoporous materials using surfactant liquid crystals or micellar solutions, Curr Opin Coll Interface Sci (8), 145, 2003 [27] Yadav, O. P., et al, Synthesis of platinum nanoparticles in microemulsions and their catalytic activity for the oxidation of carbon monoxide, Colloids Surfaces A, 221(1-3), , 2003 [28] Nordlund, J., Picard, C., Birgersson, E., Vynnycky, M. and Lindbergh, G., The design and usage of a visual direct methanol fuel cell, submitted to J. Appl. Electrochemistry (2003). [29] L. E. Karlsson, B. Wesslén, and P. Jannasch, Water Absorption and Proton Conductivity of Sulfonated Acrylamide Copolymers., Electrochim. Acta, 47, (2002). [30] Lina E. Karlsson, Patric Jannasch, Polysulfone Ionomers for Proton-Conducting Membranes: 2. Sulfophenylated Polysulfones and Polyphenylsulfones, Submitted to Electrochim. Acta, Konferensbidrag Proceedings Documents published in conference proceedings. Number of available documents: 16 [1] Benoît Lafitte, Mario Puchner and Patric Jannasch, Development of Proton Conducting Membranes for High Temperature PEM Fuel Cells, presented at the NorFA workshop New Materials and Technology for Low Temperature Fuel Cells [2] Vynnycky, M., Nordlund, J. and Bark, F. H., Fuel cells and mobile energy supply,, Proceedings of the Stockholm 1st International Conference on Military Technology, July 2003, pp [3] Per Hultén, Magnus Karlström and Lars Bagge, Fuel Cells in a Medium-Sized City in the Year 2020, Urban Transport 2004, Dresden [4] Henrik Ekström, Patric Jannasch, Benoît Lafitte, Göran Lindbergh and Anders Lundblad, IN-SITU EVALUATION OF SULFOPHENYLATED POLYSULFONE MEMBRANES IN A HYDROGEN/OXYGEN PEFC 204th Meeting of the Electrochemical [5] Lina E. Karlsson, Benoît Lafitte, and Patric Jannasch, Ionically Grafted Polysulfones for Proton Conducting Membranes., Presented at the 8th International Symposium on Polymer Electrolytes, Santa Fe, NM, May [6] Wikander, Kjell, Palmqvist, Anders E.C., Holmberg, Krister, Microemulsion based synthesis of Pt/Co nanoparticles for fuel cells, International Workshop in Nanochemistry, Zakopane, August 2003 [7] Magnus Karlström and Per Hultén and Lars Bagge, Preliminary assessment of a fuel cell public transport system for a medium-sized city in the year 2020, Urban transport 2004, Dresden 28

29 [7] Magnus Karlström and Per Hultén and Lars Bagge, Preliminary assessment of a fuel cell public transport system for a medium-sized city in the year 2020, Urban transport 2004, Dresden [8] Benoît Lafitte, Lina E. Karlsson and Patric Jannasch, Preparation and Properties of Polysulfone Ionomers for Fuel Cell Membranes, Presented at the "Nordic Polymer Days", Copenhagen, August [9] Lina E. Karlsson, Benoît Lafitte, and Patric Jannasch, Proton Conducting Sulfoalkylated and Sulfoarylated Polysulfones for Fuel Cell Membranes, Presented at the Europolymer Congress 2003, Stockholm, June [10] Magnus Karlström and Björn A. Andersson, Selecting and Assessing Demonstration projects: the Case of Fuel Cells and Hydrogen systems, Knowledge and Economic and Social Change: New Challenges for Innovation Studies, ASEAT 2003, Manchester [11] A. Iversen, Stainless Steels in bipolar plates Surface resistive properties of various stainless steel grades during cyclic current load, ECS meeting in Salt Lake City, 2002 [12] Lina Karlsson, Benoît Lafitte, and Patric Jannasch*, SULFOALKYLATED AND SULFOARYLATED POLYSULFONES FOR FUEL CELL MEMBRANES, Presented at Advances in Materials for Proton Exchange Membrane Fuel Cell Systems", Asilomar, CA, February [13] Lina Karlsson, Benoît Lafitte, and Patric Jannasch, Sulfoalkylated and sulfoarylated polysulfones for fuel cell membranes, Presented at Frontiers in Battery and Fuel Cell Research, Uppsala, June, [14] A. Lundblad, P.Gode, F. Jaouen, G. Lindbergh, G. Sundholm, Influence of the composition on the structure and electrochemichal characterisics of the PEFC cathode, Advances in materials for proton exchange membrane fuel cells, Pacific Grove, California, February 23-26, [15] J. Ihonen, E. Birgersson, G. Lindbergh, A. Lundblad, M. Vynnycky, "A Two-Phase, Non-Isothermal PEFC Model: Theory and Validation", 2nd European PEFC Forum in Luzern, Switzerland (2003) [16] P. Gode, F. Jaouen, G. Lindbergh, A. Lundblad, G. Sundholm, Influence of electrode structure on electrochemical performance of the PEFC cathode, 5th international symposium on new materials for electrochemical systems, Montreal, Qubec, Canada (2003). 29