Description: Das Projekt "Projektverbund zur optimierten Materialentwicklung für die technische H2-Erzeugung durch verbesserte Sauerstoffelektroden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Ernst-Berl-Institut für Technische und Makromolekulare Chemie durchgeführt. Der PrometH2eus-Verbund beschreitet den vollständigen Weg von den ersten Schritten in der Entwicklung und dem Verständnis von Katalysatoren bis hin zur Hochskalierung von hieraus hergestellten Elektroden für Tests in Pilotanlagen. Die Teilprojekte 14-16 befassen sich hierbei mit dem 'Zero-Gap' Design und dem Ansatz des 'Catalyst-Coated-Substrate' indem Netze mit katalytisch aktiver Oberfläche für Stofftransport und parallele elektrochemische Umwandlung verwendet werden. Dies erlaubt es Kontaktverluste zu minimieren sowie den Mehrphasentransport für hohe Stromdichten zu erhöhen. Neben klassischen Netzen mit '2D-Struktur' sind auch komplexe gestrickte und gewebte 3D Strukturen möglich. Hierdurch kann die Katalysatormenge erhöht sowie der Mehrphasenstofftransport optimiert werden, um aktive ORR-Katalysatornetze zu generieren. Die Grundstruktur kann eine reine Leiterfunktion erfüllen oder bereits aus Nickel(Legierungen) gefertigt sein. Zum Aufbringen der aktiven Spezies werden daher zwei Ansätze verfolgt: i) Das galvanische Abscheiden von Nickel(Schäume); ii) das Ausbilden aktiver NiOOH Spezies durch eine kathodische Behandlung. Zum Testen der Katalysatornetze unter technisch relevanten Bedingungen wird ein Messstand etabliert und validiert. Die wissensbasierte Verbesserung der Netzgeometrie wird sowohl durch Einblicke über in situ Messtechnik wie auch Simulation unterstützt. Hierdurch sollen Einflüsse der Mehrphasentransportprozesse erfasst und parametrische Sensitivitäten quantifiziert werden. Für die in situ Diagnostik werden bildgebende, multidimensionale Multiparameter-Messmethoden auf die Anforderungen einer optisch zugänglichen Zero-Gap-Zelle nach dem CCS-Ansatz adaptiert und validiert. Die Simulation fokussiert sich auf die stark ausgeprägte Elektrolyt-Konvektion an der Blasengrenzfläche, welche neben Materialeigenschaften wie Rauheit und Benetzbarkeit das Ablöseverhalten der Blasen von der Elektrode und damit die Prozessperformanz insgesamt beeinflusst.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Darmstadt ? Nickel ? Substrat ? Elektrochemie ? Katalysator ? Katalyse ? Messtechnik ? Messverfahren ? Simulation ? Zelle ? Pilotprojekt ? Stofftransport ? Versuchsanlage ? Legierung ? Elektrode ? Entwicklungsweg ? Netz ? Null ?
Region: Hessen
Bounding box: 9° .. 9° x 50.55° .. 50.55°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2021-04-01 - 2025-03-31
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