2017-04-01  –  2020-12-31

1.401.372,31 EUR

Technische Universität München - Department Chemie - Lehrstuhl für Technische Elektrochemie, Garching b. München, Bayern

03ET6096A

Brennstoffzelle - PEMFC [EA2251]

01169630/1  –  innoKA

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)

Energie

Materialinnovationen für PEM Brennstoffzellen durch neue und verbesserte Katalysatoren zur Reduzierung des Pt-Anteils auf der Kathodenseite und zur Lebensdauererhöhung durch anodenseitige Stabilisierung mittels Ko-Katalysatoren bzw. neuen Katalysatoren für die selektive H2-oxidation. Nach Synthese und Bewertung mit der RDE-Methode, erfolgt der Transfer auf Einzeller mit 5 – 50 cm2 Elektroden für diagnostische Messungen und Validierung unter anwendungsrelevanten Bedingungen. Ziel ist die deutliche Reduzierung der Materialkosten in PEM Brennstoffzellen. Es werden neuartige Anoden und Kathoden-katalysatoren hergestellt und getestet. Die Materialien werden bereits in kleinem Maßstab auf gezielte Eigenschaften hin untersucht, und für vielversprechende Kandidaten wird eine optimierte und größerskalige Herstellung vorangetrieben. Vorgesehen ist die Synthese von 1) Nicht(edel)metall-Sauerstoffreduktions-katalysatoren, für die Kathode (AP1a) und 2) reduktionsstabiliserten O2-Entwicklungskatalysatoren sowie selektiven H2-Oxidationskatalysatoren für die Anode (AP 1.b). Die Katalysatoren werden mittels RRDE Messungen evaluiert (AP 3) und teilweise in 5 cm2 MEAs integriert um ihren Einfluss auf die MEA Alterung zu quantifizieren (AP 4.a). Desgleichen werden 5 cm2 MEAs mit Pt-freien Kathodenkatalysatoren hergestellt und optimiert, wobei die Spannungsverluste durch Kinetik- und Grenzstromdichtemessungen sowie Impedanzspektroskopie quantifiziert werden. Diese Erkenntnisse werden von Greenerity in der weiteren MEA Hochskalierung genutzt (AP 4.b). Es werden auch in-situ Messungen zur Aufklärung des O2-Reduktionsmechanismus Pt-freier Kathodenkatalysatoren durchgeführt (AP 4.a).