Nicht nur im ZBT sind Wissenschaftler:innen auf der Suche nach neuartigen aktiven Materialien und Elektrodenstrukturen für PEM-basierte Wasserstoff-Energiewandler wie Brennstoffzellen und Elektrolyseure. Das gestaltet sich mitunter langwierig und aufwendig.
Im Verbundprojekt SmarTestMEA wird deshalb zurzeit ein Verfahren entwickelt, das die Entwicklung und Optimierung solcher Materialien und Strukturen gezielter, schneller und kostengünstiger gestalten soll. Die Idee: Eine vereinfachte elektrochemische Charakterisierung ohne den Einsatz von Wasserstoff. Sicherheitsrisiken ließen sich so deutlich reduzieren.
Ein zentraler Bestandteil des Projekts ist die Entwicklung eines intelligenten und sicheren Teststands mit neuartiger Messzelle, die auf hydraulischer Verpressung basiert. Mit diesem System können sowohl PEMWE-Anoden als auch PEMFC-Kathoden gleichzeitig untersucht werden. Ziel ist es, die elektrochemischen Tests effizienter durchzuführen. Die Verbesserung von Leistung, Lebensdauer und Wirtschaftlichkeit der Technologien soll so beschleunigt werden. Außerdem soll der Einsatz von Edelmetallen reduziert werden.
Für die PEMWE-Anoden liegt der Fokus auf elektronenleitfähigen, korrosionsbeständigen Katalysatorträgern, die mit Iridium beschichtet werden. Bei den PEMFC-Kathoden wird die Katalysatorschichtstruktur durch Platingradienten optimiert und neuartige hochleitfähige Kohlenstoffe wie Kohlenstoff-Nanofasern und Graphen eingesetzt, um elektrische Leitfähigkeit und Stofftransport zu verbessern.
Die wissenschaftlich-technische Arbeit des ZBT im Projekt konzentriert sich auf Folgendes:
- Optimierung der PEMFC-Kathoden
- MEA-Präparation und -Optimierung
- Elektrochemische und konstruktive Beratung zur Umsetzung des SmarTest MEA-Konzepts im Teststand
- Ex-situ sowie in-situ elektrochemische Tests inkl. Alterungstests der entwickelten elektrochemischen Komponenten
Projekttitel:
Elektroden für PEMWE und PEMFC auf Basis von innovativen Support-Materialien und deren reproduzierbare Testung in einem neuartigen MEA-Testsystem – SmarTestMEA
Projektzeitraum:
15. Juli 2024 – 14. Juli 2027
Förderkennzeichen:
IN-WP-012b, EFRE-20800177
Projektpartner:
- HSWmaterials GmbH, Kamp-Lintfort
- Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH (ZBT), Duisburg
- Westfälische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen (WHS), Gelsenkirchen
- Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. (IUTA), Duisburg
- ProPuls GmbH, Gelsenkirchen
Förderhinweis:
Das Projekt SmarTestMEA – Elektroden für Elektrolyse- bzw. Brennstoffzellen und deren Testung in einem neuen Testsystem wird durch die Europäische Union und das Land Nordrhein-Westfalen im Rahmen des EFRE/JTF-Programms NRW 2021–2027 gefördert. Förderkennzeichen: EFRE-20800177. Zudem ist es Teil des Innovationswettbewerbs Industrie.in.NRW (Förderkennzeichen IN-WP-012b).
Kontakt:
Dr.-Ing. Volker Peinecke
v.peinecke@zbt.de
Tel. +49 203 7598 3120
Dr. Ivan Radev
i.radev@zbt.de
Tel. +49 203 7598 3312
Abteilung Elektrochemische Komponenten
