Kern-Schale Katalysatorsysteme für geringe Edelmetallbeladungen, hohe Umwandlungseffizienzen und hohe Lebensdauern in der Wasserelektrolyse mit saurer Polymerelektrolytmembran, Teilvorhaben: Synthesedesign von aktiven und stabilen Kern-Schale Katalysatoren mit niedriger Ir-Beladung

Description: Die Hauptproblematik in der Polymerelektrolytmembran (PEMWE) liegt in der begrenzten Verfügbarkeit von Iridium als unersetzlichem Katalysatormaterial für die Sauerstoffentwicklungsreaktion. Um diesem Engpass entgegenzuwirken, setzt das KernKat-Projekt auf die Reduzierung des Iridiumgehalts im Katalysatormaterial. Das Ziel besteht darin, Katalysatormaterialien mit niedriger Edelmetallbeladung zu entwickeln, die gleichzeitig hohe Umwandlungseffizienzen, Lebensdauern, Skalierbarkeit und Konformität mit den Herstellungsprozessen aufweisen, indem Kern-Schale Systeme geschaffen werden. Das KernKat-Projekt zielt darauf ab, die nächste Generation von Katalysatorsystemen für die PEMWE im Industriemaßstab zu erforschen. Es entwickelt spezielle Katalysatoren für niedrige Edelmetallbeladungen, wobei die Entwicklungsstrategie auf zwei Hauptzielen basiert: die Aufrechterhaltung der elektrischen Leitfähigkeit bei geringer Iridiumbeladung und die Entwicklung thermodynamisch hochstabiler Katalysatorsysteme zur Lebensdauererhöhung. Diese Ziele werden durch die gezielte Untersuchung der thermodynamischen Stabilität von Kern-Schale Systemen erreicht. Das Projekt baut auf dem Erfolg des Vorgängerprojekts HoKaWe auf und integriert Expertise von Umicore sowie Forschungspartnern wie HI ERN, FAU, TUM und Universität Bayreuth. Die Performance-Bewertung erfolgt durch HI ERN, während Bosch die besten Katalysatorsysteme im industriellen Maßstab bewertet. KernKat verfolgt einen umfassenden Ansatz, um von der Grundlagenforschung bis zur industriellen Anwendung innovative Katalysatoren für die Energiewende und den deutschen Industriestandort zu entwickeln. KernKat verfolgt die Entwicklung innovativer Katalysatoren für PEMWE Katalysatorschichten mit Fokus auf Sektorkopplung, Wasserstofftechnologien und industrielle Maßstäbe, um entscheidende Beiträge zur Kostenreduktion und Lebensdauererhöhung zu leisten und Deutschlands Rolle als führender Anbieter für Wasserstofftechnologien bis 2030 zu sichern.

SupportProgram

Tags: Iridium ? Energiewende ? Katalysator ? Deutschland ? Industriestandort ? Leitfähigkeit ? Produktionstechnik ?

Region: Hessen

Bounding boxes: 9° .. 9° x 50.55° .. 50.55°

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Umicore AG & Co. KG (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2025-01-01 - 2027-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub-project: Synthesis design of active and stable core-shell catalysts with low Ir loading
  Description: The main problem in the polymer electrolyte membrane (PEMWE) is the limited availability of iridium as an irreplaceable catalyst material for the oxygen evolution reaction. To counteract this bottleneck, the KernKat project is focusing on reducing the iridium content in the catalyst material. The aim is to develop catalyst materials with low precious metal loading that simultaneously exhibit high conversion efficiencies, lifetimes, scalability and conformity with manufacturing processes by creating core-shell systems. The KernKat project aims to explore the next generation of catalyst systems for industrial-scale PEMWE. It develops special catalysts for low noble metal loadings, with the development strategy based on two main objectives: maintaining electrical conductivity at low iridium loading and developing thermodynamically highly stable catalyst systems to increase lifetime. These goals will be achieved by specifically investigating the thermodynamic stability of core-shell systems. The project builds on the success of the predecessor project HoKaWe and integrates expertise from Umicore and research partners such as HI ERN, FAU, TUM and the University of Bayreuth. The performance evaluation is carried out by HI ERN, while Bosch evaluates the best catalyst systems on an industrial scale. KernKat pursues a comprehensive approach to develop innovative catalysts for the energy transition and Germany as an industrial location, from basic research to industrial application. KernKat pursues the development of innovative catalysts for PEMWE catalyst layers with a focus on sector coupling, hydrogen technologies and industrial scales in order to make decisive contributions to reducing costs and increasing service life and to secure Germany's role as a leading supplier of hydrogen technologies by 2030. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1139873

Status

Aktiv

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