Das Projekt "Teilvorhaben: TU Freiberg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Experimentelle Physik durchgeführt. Das Vorhaben zielt auf Grundlagenuntersuchungen zu den festköperphysikalischen, festkörperchemischen und, besonders, kristallphysikalischen Prozessen der Natrium-Schwefel-Technologie, insbesondere der Einzelkomponenten für die Niedrigtemperatur-Natrium-Schwefel-Batterie. Hierbei kommen skalenübergreifende Charakterisierungs- und Modellierungsmethoden zum Einsatz, welche die jeweiligen Phänomene und Prozesse analysieren, quantifizieren und simulieren. Im Fokus stehen Defektmechanismen, die zur Degradation der Batterieperformance führen, das Defektengineering zur Vermeidung der Degradation sowie das Screening möglicher Ionentauscher, die Untersuchung perowskitischer Verbindungen für Korrosionsschutz und als Stromkollektoren. Für die Erreichung der Ziele des gesamten Verbunds sowie dieses Teilvorhabens wird die TUBAF ihre geschlossene Innovationskette im Bereich der Materialforschung, ausgehend von der Kristallographie und Mineralogie über die Festkörperphysik und -chemie, die Werkstoffwissenschaft bis hin zur Werkstofftechnologie bereitstellen. Die Aufklärung von Feinheiten der kristallographischen Struktur, vorliegender kinetischer Prozesse und thermodynamischer Phasenumwandlungen soll durch spezialisierte röntgeneinkristalldiffraktometrische und elektronenmikroskopische in situ-Experimente und durch Thermoanalyse und Kalorimetrie erfolgen.
Das Projekt "Teilprojekt: Prozessentwicklung von Mikrokontakten, Systemkonzept und Verifikation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration durchgeführt. Gesamtziel des Verbundvorhabens ist es, ressourceneffiziente Fertigungstechnologien zur lokalen Oberflächenveredelung zu entwickeln, wissenschaftlich abzusichern, die neuen Prozesse am Beispiel langzeitstabiler Mikrobrennstoffzellen zu verifizieren und für unterschiedliche Anwendungsfelder zu optimieren. Die neuen Technologien sollen dazu dienen, den Einsatz von Edelmetallen zu reduzieren und eine materialeffiziente Produktion umzusetzen. Ziel des Fraunhofer IZM ist die Realisierung von langzeitstabilen Mikrobrennstoffzellen unter Produktionstechnischen Gesichtspunkten. Hierzu erfolgt die Entwicklung von lokalstrukturierten Mikrokontaktfolien zur Realisierung von korrosions- und langzeitstabilen Stromkollektoren für Mikrobrennstoffzellen. Im Verlauf des Vorhabens werden vom Fraunhofer IZM Korrosionsuntersuchungen unter brennstoffzellennahen Betriebsbedingungen an gewählten Schichtmaterialien und erste Langzeitprognosen durchgeführt. Es werden Designoptimierungen von Brennstoffzellen in Leichtbauweise unter produktionstechnischen Gesichtspunkten für einen Leistungsbereich von 100 mW ' 10 W durchgeführt. Brennstoffzellen basierend auf kommerziellen Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) in Anlehnung an die Anwendungen der assoziierten Partner werden aufgebaut und elektrisch charakterisiert. Langzeit- und Degradationsuntersuchungen der realisierten Brennstoffzellen unter anwendungsnahen Betriebsbedingungen werden durchgeführt.