Untersuchung des Einsparpotentials von Edelmetallkatalysatormaterial zur kostenreduzierten Herstellung langzeitstabiler Elektroden mit gesteigerter Katalysatorausnutzung für den Einsatz in Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen

Stipendiatin/Stipendiat: Pit Yannick Podleschny

Die Zielsetzung dieses Forschungsvorhabens ist es das Einsparpotential von Edelmetallkatalysatormaterial in Niedrigtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Membran Brennstoffzellen zu validieren. Dafür werden Kohlenstoffnanofasern mit einer hohen spezifischen Oberfläche sowie hohen Korrosionsresistenz als Basis für die Erzeugung katalytisch aktiver Schichten verwendet. Durch die Optimierung der intelligenten Katalysatorstruktur ist es möglich inaktives Katalysatormaterial einzusparen und so die Herstellung von Elektroden mit erhöhter Katalysatorausnutzung zu ermöglichen. Hierdurch ist eine Kostenreduktion des Herstellungsprozesses erzielbar. Aufgrund des anfänglichen chemisch inerten Charakters der Kohlenstoffnanofasern, wird für die Weiterverarbeitung eine Funktionalisierung der Kohlenstoffoberfläche nötig. Hierfür wird das im Vergleich zu konventionell verwendeten nasschemischen Verfahren schnelle und umweltfreundliche niedrigdruck Plasmabehandlungsverfahren eingesetzt, was sich im Speziellen positiv auf die Katalysatorabscheidung mittels Pulsgalvanik auswirkt. Im Fokus dieser Arbeit steht die Funktionalisierung der Kohlenstoffnanofasern sowie die pulsgalvanische Abscheidung von Katalysatormaterialien.

Die bisherigen Ergebnisse lassen die hohe Eignung verwendeter Kohlenstoffnanofasern erkennen. Ferner ermöglicht der optimierte Präparationsprozess die Herstellung von Gasdiffusionselektroden mit höherer Leistungsdichte sowie Haltbarkeit als Stand der Technik Gasdiffusionselektroden (s. Veröffentlichungen).

Förderzeitraum:
01.12.2016 - 31.10.2020

Institut:
Ruhr-Universität Bochum Lehrstuhl für Technische Chemie Industrielle Redoxkatalyse

Betreuer:
Prof. Dr. Martin Muhler

E-Mail: E-Mail schreiben

URL: https://www.w-hs.de/kooperieren/forschungsinstitute/westfaelisches-energieinstitut/

Publikationen: