2025-07-01  –  2028-06-30

555.213,46 EUR

Technische Universität München - TUM School of Natural Sciences - Department Chemie - Lehrstuhl für Technische Elektrochemie - Prof. Dr. Hubert A. Gasteiger, Garching bei München, Bayern

03EN5050F

Brennstoffzelle - PEMFC [EA2251]

01282348/1  –  Verbundovorhaben:POREScale-Scale-up von porenoptimierten Katalysatoren und Katalysatorschichten für PEM-FC

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE.IIC2)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)

Energie

Das Hauptziel des Konsortialprojekts 'POREScale' ist die Entwicklung von optimierten Katalysatoren und Katalysatorschichten im großen Maßstab für leistungsfähige und hochstabile Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen (PEMFCs). Es soll durch das vorliegende Projekt eine höhere Effizienz von PEMFCs erreicht werden, bei gleichzeitig reduziertem Einsatz von aktivem Pt und somit geringeren Kosten. Daher sind die Projektstruktur und -ziele in drei Hauptbereiche unterteilt. Zuerst wird die Herstellung von porenoptimierten Katalysatoren auf Kohlenstoffträgern unter der Verwendung von optimierten Syntheserouten im Labormaßstab als Referenz. Die verwendeten optimierten Syntheserouten können in den industriellen Maßstab skaliert werden. Die Katalysatoren weisen klar definierte Porenstrukturen auf, die eine selektive Verteilung von Platin-Nanopartikeln auf dem Kohlenstoffträger ermöglichen. Zweitens wird die Interaktion zwischen Katalysator und Ionomer durch gezielte Variation der Parameter bei der Herstellung skalierbarer Tinten und Katalysatorschichten optimiert, um präzise Strukturen des Trägers auf der Mesoskala zu erzielen. Als drittes Ziel werden bereits entwickelte beschleunigte Belastungstests (ASTs) implementiert, um die Stabilität von porenoptimierten Katalysatoren und Katalysatorschichten in verschiedenen elektrochemischen Systemen zu bewerten und um somit hochstabile PEMFCs herzustellen. Alle Schritte werden durch physikochemische Charakterisierungsmethoden umfangreich begleitet. Primäre Aufgabe der TUM wird es sein, neuartige Katalysatoren des MPI KOFO und von Umicore in Membran Elektrodeneinheiten zu verbauen und ihre Performance zu testen. Durch Korrelation mit physikochemischer Charakterisierung anderer Projektpartner sollen die getesteten Katalysatoren iterativ verbessert werden. Vielversprechende Materialien werden in der zweiten Projekthälfte hinsichtlich ihrer Langlebigkeit charakterisiert.