2016-04-01  –  2019-09-30

350.563,59 EUR

Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr, Nordrhein-Westfalen

03ET6080C

Brennstoffzelle - PEMFC [EA2251]

01165232/1  –  PtTM-HGS

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)

Energie

Mittels Simulationen der atomaren und elektronischen Struktur von Modellsystemen sollen im Rahmen dieser Teilprojekte die wesentlichen Einflüsse auf die Aktivität von Pt-Nanopartikeln als ORR Katalysatoren, die grundlegenden Wechselwirkungen zwischen Träger und Nanopartikeln und die Triebkräfte hinter der Degradation von geträgerten Nanopartikeln untersucht werden. Hierbei steht stets die Bildung eines tieferen Verständnisses der Zusammenhänge von Struktur und Funktion auf der atomaren Ebene im Vordergrund, welches letztendlich die rationale Entwicklung und Weiterentwicklung von Katalysatorsystemen vorantreiben soll. MPICEC 1.1 - Modellbildung Ausgangspunkt aller Simulationsarbeiten im Bereich der Elektronenstrukturmodelle ist das Erstellen relevanter Modellsysteme, deren Größe und Komplexität die Berechnungen noch zulassen, die aber gleichzeitig alle wichtigen Einflüsse auf das System abbilden. MPICEC 1.2 - Modellierung der elektrokatalytischen Aktivität von Nanopartikeln Zum einen soll der Vergleich von Sauerstoff und Hydroxid Adsorptionsenergien auf unterschiedlichen Clustermodellen und an unterschiedlichen Stellen des Clusters eine Abschätzung der Abhängigkeiten der Aktivität als Katalysator erlauben. Zum anderen soll die Berechnung von Intermediaten eine Abschätzung erlauben, wie Struktur, Größe und Zusammensetzung des Clusters die Oberflächenbedeckung und den Reaktionsmechanismus der ORR beeinflussen. MPICEC 2.1 - Modellierung der Degradation von geträgerten Nanopartikeln Aus den Studien zu ORR Intermediaten auf Pt Clustern in Verbindung mit einem Trägermodell sollen Mechanismen abgeleitet werden, die durch Oxidation des Trägers in Anwesenheit des Nanopartikels die Degradation des Supports bewirken. Dabei soll sowohl die Reaktion von Spezies wie Peroxid mit dem Träger abseits des Nanopartikels, als auch die Reaktion von Sauerstoffspezies an Stellen im Grenzbereich zwischen Nanopartikel und Support untersucht werden.