Verbundprojekt: innoKA - Materialinnovationen für die PEM-Brennstoffzelle – Platinfreie Kathode, anodenseitige Materialstabilisierung durch neue Katalysatorkonzept; Teilvorhaben: Morphologische und strukturelle Untersuchungen
Zeitraum
2017-04-01 – 2020-12-31
Bewilligte Summe
163.608,40 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET6096B
Leistungsplansystematik
Brennstoffzelle - PEMFC [EA2251]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
Der Arbeitsplan sieht vor, dass in vier Arbeitspaketen zunächst die Herstellung von geeigneten Anoden und Kathoden-katalysatorsystemen geleistet wird. Diese Systeme werden bereits in kleinem Maßstab auf die gezielten Eigenschaften hin untersucht, während für die vielversprechendsten Kandidaten optimierte und größerskalige Herstellung vorangetrieben werden. Die Aufgabe der ZELMI/TUB ist es, die Entwicklung und Herstellung der Katalysatorsysteme mit analytischen und bildgebenden mikroskopischen Verfahren zu begleiten und zu deren Optimierung beizutragen. Dies geschieht durch Charakterisierung mittels Transmissionselektronenmikroskopie von Partikelgrößen, -form und -verteilung, sowie Morphologie. Ferner ist es Aufgabe der ZELMI/TUB die bestehenden Analysemethoden und etablierte Analyseverfahren zu optimieren und weiter zu entwickeln, um den steigenden Erfordernissen der im Projekt entwickelten Katalysatorsysteme zu entsprechen. Für die Aufnahme von Elementverteilungsbildern wird im ersten halben Jahr der Projektlaufzeit das bestehende konventionelle TEM mit einer Rastereinheit und einem HAADF-Detektor aufgerüstet. Nach erfolgreicher Validierung wird das System in den folgenden 5 Projekthalbjahren für die Strukturbestimmung an den von den Projektpartnern entwickelten neuen Materialien, sowie Referenzmaterialien angewandt. Die örtliche Verteilung von Iridium in der MEA nach Alterungstests liefert via FIB/SEM/TEM kritische Informationen zum Verhalten der Materialien. Notwendige Kristallinitätsbestimmungen erfolgen über Beugung mittels TEM, u.a. mit einer bei uns entwickelten und produzierten weltweit einmaligen 1 µm Feinbereichsauswahlblende, die es ermöglicht Beugungsinformationen aus einem Gesichtsfeld von nur ca. 15 nm zu erhalten. Damit sind Strukturuntersuchungen einzelner Nanopartikel möglich.
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