Description: Das Projekt "H2Giga_NG5_AEM-Direkt: Direktbeschichtung von anionenleitenden Membranen für großskalige Wasserelektrolyseure, Teilvorhaben: Thermische Direktbeschichtung Transportschicht und Funktionscharakterisierung Elektroden" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Technische Thermodynamik.Elektrolyseure mit anionenleitenden Trennmembranen (AEM) vereinigen die Vorteile einer protonenleitenden Polymerelektrolytmembranwasserelektrolyse mit denen der alkalischen Elektrolyse, sofern diese großskalig hergestellt werden können. In AEM-Direkt werden Direktbeschichtungstechnologien zur Herstellung von CCMs (Catalyst Coated Membran) und CCSs (Catalyst Coated Substrates z.B. Stromkollektoren) gegeneinander verglichen. Die Elektrokatalysatoren basieren auf Nickel oder Nickellegierungen, die zudem noch Phosphor oder Schwefel, je nach Abscheidemethode enthalten können. Im AEM-Direkt werden folgende Beschichtungen aus der Flüssigphase untersucht: - Schlitzdüsenbeschichtung bzw. Rackeln von Katalysatorpasten - Elektrochemische (galvanische) Abscheidung - Chemische (stromlose) Abscheidung - Solvothermische Abscheidung Im AEM-Direkt werden folgende Beschichtungen aus der Gasphase untersucht: - Sputtern - Lichtbogenverdampfung - Thermisches Spritzen Die Bewertung der elektrochemischen Aktivität der Schichten wird an einer einheitlichen Verbund-Zelle auf 25 cm² durchgeführt. Gatemeilensteine entscheiden, welche Proben in einem Zellstapel von 6 x 300cm² bis zu 500 h im Dauerbetrieb geprüft werden. Die AEM-Direkt-Ziele sind: - Zellspannung kleiner als 1.9 V bei 1.5 A /cm² und 70°C - Degradation nach 500 h kleiner als 10 µV/h unter Konstantstrombedingungen - Gasübertritt nach 500h: H2 in O2 kleiner als 0.8 % und O2 in H2 kleiner als 0.3 % Der Probenaustausch im Verbund wird über Round-Robin Kampagnen periodisch gesteuert. Das DLR übernimmt im Projekt AEM-Direkt das Design und die Optimierung von porösen Transportschichten (PTS). Die entwickelten Schichten werden u.a. via FIB-SEM untersucht, um Wirkung im Elektrolyseur mit der physikalischen Beschaffenheit zu korrelieren und zu verstehen. Das DLR wird mit Hilfe eines AEMEL-Teststands die im Projekt entwickelten Komponenten elektrochemisch charakterisieren. Weiterhin wird das DLR die entwickelten Elektroden in-situ via NAP-XPS untersuchen.
SupportProgram
Origins: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Nickel ? Katalysator ? Phosphor ? Schwefel ? Elektrolyse ? Beschichtung ? Gasförmiger Stoff ? Abscheidung ? Raumfahrt ? Flüssiger Stoff ?
Region: Baden-Württemberg
Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2023-03-01 - 2026-02-28
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