Edelmetallfreie Elektroden für die Nächste Generation der Alkalischen Elektrolyse'; Rheinmetall - KS Gleitlager

Description: Im Rahmen des Projektes mit den Partnern Rheinmetall, McPhy und DLR wird ein AEL-Stapel mit hohem Wirkungsgrad und hoher Stromdichte entwickelt und optimiert, der aus fortschrittlichen, kostengünstigen, industriell skalierbaren Komponenten besteht und an einem 60-kW-Industrieprüfstand von McPhy seine Feldtauglichkeit über 6 Monate demonstriert. Die Weiterentwicklung der AEL wird sich auf zwei Schlüsselinnovationen stützen: - Integriertes Elektrodenpaket Ein hochaktiver Katalysator auf Basis eines kostengünstigen Nicht-Edelmetalls integriert mit einer mikroporösen Schicht und einer makroporösen Flüssigkeits-Gas-Diffusions-Schicht. Das vereinheitlichte Elektrodenpaket wird die Optimierung der katalytischen Aktivität mit dem optimierten Transport der Medien (flüssiger Elektrolyt & Gase) und der elektrischen Leitung kombinieren. Das Ziel im Vorhaben ist die Hochskalierung der Elektroden auf 400 cm2 für die Integration in eine praxisnahe Einzelzelle und über 1055 cm2 für die Integration in einen 60-kW-Industrieprüfstand-Stack im 6-Monats-Betrieb zur Feldtauglichkeitsvalidierung. - Feststoffmembran Dünne und dichte AEM-Membranen für den Betrieb bei hoher KOH-Konzentration werden anstelle von porösen Membranen wie z.B. Zirfon qualifiziert. Dadurch wird zum Einen der ohmsche Widerstand gesenkt und zum Anderen Reinheit und Differenzdruck erhöht. Durch die Kombination dieser innovativen Komponenten soll eine neue Generation von AEL mit sehr fortschrittlichen 3.87 kWh/Nm3 @ 0.5 A/cm2 und 4.30 kWh/Nm3 @ 1.2 A/cm2 erreicht werden. Darüber hinaus müssen stringente Degradationsziele erreicht werden und die Hochskalierung der Elektroden demonstriert werden. Die Kostenziele orientieren sich an den Zielen der EU-Kommission und der Nat. Wasserstoffstrategie. Die Arbeitspakete beinhalten Entwicklung der Komponenten, ihre Hochskalierung, Langzeitstabilität, Stack-Integration und Demonstration in einem 60 kW Prüfstand.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Europäische Kommission ? Elektrolyt ? Katalysator ? Elektrolyse ? Wirkungsgrad ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Technische Thermodynamik (Mitwirkende)
• KS Gleitlager GmbH (Betreiber*in)
• McPhy Energy Deutschland GmbH (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-01-01 - 2025-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Precious metal-free electrodes for the next generation of alkaline electrolysis'; Rheinmetall – KS Gleitlager
  Description: The project with partners Rheinmetall, McPhy and DLR will develop and optimize a high-efficiency, high-current-density AEL stack consisting of advanced, low-cost, industrially scalable components and demonstrate its field capability over 6 months on a 60-kW McPhy industrial test bed. Further development of the AEL will be based on two key innovations: - Integrated electrode package A highly active catalyst based on a low-cost non-noble metal integrated with a microporous layer and a macroporous liquid-gas diffusion layer. The unified electrode package will combine optimization of catalytic activity with optimized transport of media (liquid electrolyte & gases) and electrical conduction. The goal in the project is to scale up the electrodes to 400 cm2 for integration into a real-world single cell and over 1055 cm2 for integration into a 60 kW industrial test bed stack in 6 month operation for field suitability validation. - Solid membrane Thin and dense AEM membranes for operation at high KOH concentration are qualified instead of porous membranes such as Zirfon. This lowers the ohmic resistance on the one hand and increases purity and differential pressure on the other hand. By combining these innovative components, a new generation of AEL with very advanced 3.87 kWh/Nm3 @ 0.5 A/cm2 and 4.30 kWh/Nm3 @ 1.2 A/cm2 shall be achieved. In addition, stringent degradation targets must be achieved and electrode upscaling demonstrated. The cost targets are based on the targets of the EU Commission and the Nat. Hydrogen Strategy. The work packages include development of the components, their upscaling, long-term stability, stack integration and demonstration in a 60 kW test bench. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1120481

Status

Aktiv

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