Edelmetallfreie Kohlenstoffkatalysatoren f\u00fcr Feststoffs\u00e4ure-Brennstoffzellen<\/p>\n
Brennstoffzellen k\u00c3\u00b6nnen als effiziente Energiewandler ein wichtiger Baustein der Energiewende sein. Ihre Anwendung wird jedoch durch einen zu hohen Bedarf an Edelmetallkatalysatoren behindert. Feststoffs\u00c3\u00a4ure-Brennstoffzellen (SAFCs) sind eine noch junge, vielversprechende Klasse an Brennstoffzellen. F\u00c3\u00bcr die breite Anwendung ist die Menge des als Katalysator ben\u00c3\u00b6tigten Platins noch zu hoch. In meiner Promotion habe ich mich daher mit der effizienteren Nutzung von Platin in SAFCs besch\u00c3\u00a4ftigt. Ich habe dessen elektronischen und ionischen Kontakt verbessert, die spezifische Aktivit\u00c3\u00a4t untersucht und ein Verfahren zur Bestimmung der elektrochemisch aktiven Oberfl\u00c3\u00a4che entwickelt.<\/p>\n
Um den elektrischen Kontakt zu verbessern wurde zun\u00c3\u00a4chst eine einfache Synthese von Platinnanopartikeln auf Kohlenstoffnanor\u00c3\u00b6hren und die darauf basierende Herstellung von Elektroden entwickelt. Die Elektroden zeigen die gleiche Leistung wie fr\u00c3\u00bchere Spitzenelektroden, allerdings mit nur 95% weniger Platin.<\/p>\n
Um den ionischen Kontakt zu verbessern wurde eine skalierbare F\u00c3\u00a4llung von sub-Mikrometer Elektrolytpartikeln entwickelt. Die neue Methode erlaubt die Kontrolle der Partikelgr\u00c3\u00b6\u00c3\u0178e und \u00e2\u20ac\u201cform und liefert \u00c3\u00a4hnlich kleine Partikel wie bereits fr\u00c3\u00bchere Verfahren, allerdings mit erheblich h\u00c3\u00b6herem Durchsatz.<\/p>\n
Als Drittes wird die Reduktion von Oberfl\u00c3\u00a4chenoxiden zur Bestimmung der elektrochemisch aktiven Oberfl\u00c3\u00a4che eingef\u00c3\u00bchrt. Diese Gr\u00c3\u00b6\u00c3\u0178e hat sich bereits in der Elektrodenentwicklung anderer Brennstoffzellentypen als sehr n\u00c3\u00bctzlich erwiesen. Die Methode wurde anhand einer Modellelektrode validiert und ihre Anwendbarkeit auf Pulverelektroden demonstriert.Sie wird zu einem besseren Verst\u00c3\u00a4ndnis von SAFC-Elektroden und ihrer Degradation f\u00c3\u00bchren, welches f\u00c3\u00bcr die zuk\u00c3\u00bcnftige Entwicklung noch leistungsf\u00c3\u00a4higerer SAFCs notwendig ist.<\/p>\n
Zuletzt wurde der spezifische Widerstand der Dreiphasengrenze und die Degradation von SAFC-Modellelektroden untersucht. Laserablation erm\u00c3\u00b6glichte hier die Herstellung strukturierter Platind\u00c3\u00bcnnschichtelektroden. Dabei wurden Hinweise auf eine mehrstufige, teilweise reversible Degradation gefunden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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