a) Herstellung und Optimierung von Elektrode-Membran-Verbuenden fuer die Membranbrennstoffzelle. Es wurde ein Spruehverfahren zur Herstellung von Elektrode-Membran-Verbuenden entwickelt. b) Optimierung der Elektrodenstruktur der Kathode fuer den Betrieb mit Luft bei 1 bar. c) Entwicklung und Charakterisierung von ternaeren Katalysatoren fuer die Direkt-Methanol-Brennstoffzelle auf der Basis Pt/Ru. d) Herstellung von verbesserten makroporoesen Luftelektroden.
Das Projekt HyBaCap hat die Entwicklung effizienter, Hybrid-Energiespeicher zum Ziel, die eine hohe Leistung (größer als 10 kW/kg) mit hoher Energie (größer als 50 Wh/kg) verbinden. Die nanoskalige Hybridisierung von porösem Kohlenstoff mit Batterie-Elektrodenmaterialien ermöglicht eine Erhöhung der Energie von Superkondensatoren, während zugleich eine höhere Leistung als bei Batterien erreicht wird. Die HyBaCap Zellen werden durch gezielte Optimierung der Anode, Kathode und des Elektrolyten umfassend auf die Anforderungen der Elektromobilität ausgelegt. Zyklenstabilität und Lebensdauer werden auch bei höheren Temperaturen (bis 100 Grad Celsius) evaluiert. Durch die komplementäre Expertise von Bosch (Kathode), INM (Anode) und IOLITEC (Elektrolyt) kann somit erstmals eine vollständige Zelloptimierung erreicht werden. Das INM wird insbesondere neuartige nanoporöse Kohlenstoffe entwickeln und 2D nanolamellare Metallkarbide als Anodenmaterialien entwickeln. Am INM werden Anodenmaterialien entwickelt werden, insbesondere drei Gruppen von Kohlenstoffmaterialien: karbid-abgeleitete Kohlenstoffe (CDC), novolak-abgeleitete Kohlenstoffe (NovoCarb) aus kostengünstigen Präkursoren und Kohlenstoffnanozwiebeln (OLC). Darüber hinaus werden kommerzielle Aktivkohlen untersucht werden. Ein völlig neuartiges Anodenmaterial stellen MXene dar, welches eine erst kürzlich entwickelte Gruppe von 2D-nanolamellaren Metallkarbiden und -karbonitriden ist. Umfangreiche Materialcharakterisierung und elektrochemische Messungen werden durch in situ Experimente ergänzt. Skalierte elektrochemische Pouch-Zellen und die Einbindung des INM InnovationsZentrum stellen den Technologietransfer für Anwendungen sicher.
Durch den stark ansteigenden Anteil an regenerativen Energien ist eine Flexibilisierung der Prozesse bei der Elektrolyse zwingend erforderlich. Ohne das tiefere Verständnis der Vorgänge bei der Modulation wäre weiterhin der Bedarf an stationär betriebenen Dauerlastkraftwerken über Jahre zwingend erforderlich. Im Rahmen des Projektes sollen das thermische und magneto-hydrodynamische Verhalten von Elektrolysezellen unter flexibler Fahrweise untersucht werden. Durch die Entwicklung und Anwendung eines Simulationsmodells lassen sich Betriebsgrenzen hinsichtlich der Modulation ermitteln, wodurch Optimierungen in der praktischen Elektrolyse ermöglicht werden. Diese betreffen beispielsweise die Materialverbindung zwischen der Kohlenstoffkathode und der Stromführungsschiene, welche sowohl mit Hilfe des Rechenmodells vom LSM als auch experimentell durch den LWT zu untersuchen ist. Der Wechsel der hohen Stromlast und die thermische Variation aufgrund der Flexibilisierung führen zu einer noch unbekannten Materialbelastung in der sensiblen Kathodenverbindung. Die Qualität dieser Verbindung hat maßgeblichen Einfluss auf die Stromverteilung in der Kathode und ist damit in starkem Maße verantwortlich für die Prozessstabilität und Effizienz der Zelle. LSM: Aufbau eines Modells zur Beschreibung der gekoppelten thermisch-elektromagnetischen Vorgänge, Implementierung in CFD-Code, Untersuchung des Einfluss einer Modulation auf die Betriebsweise/-grenzen der Zelle, Untersuchung des Einflusses von externen Stromführungsschienen und Optimierung von Anoden- und Kathodendesign mittels des Rechenmodells LWT: Begutachtung der derzeitig angewandten Verbindungstechnik zwischen Kathoden und Stromführungsschienen im Hinblick auf variable Lasteinbringung, Bestimmung, Evaluation und Optimierung der relevanten Prozessgrößen, Anpassung und Optimierung des Gießprozesses bzw. des Designs.
Objective: electrochemical decontamination has a great importance during the decommissioning works at krb-a. By this method a thin metal surface layer is removed due to a galvanic process in an electrolytic solution. Using the same principle, it is also possible to remove material locally (ECM-technique). Many advantages of this method indicate that it could be used for disassembling activated components during decommissioning of nuclear power plants. In order to investigate its applicability, experiments with non-active materials from a reactor pressure vessel are carried out. In the research programme it will be established: - which cathodes are most suitable for high cutting velocities. - which amount of sludge (waste) is produced in the electrolyte. The work in this contract will assess whether electrochemical cutting of activated parts of the krb-a reactor pressure vessel is a technically useful, low-cost and low radioactive dose procedure. The experiments are carried out in an existing test facility of aeg-elotherm in Remscheid. General information: b.1. Modification of an existing test facility for the testing of static and dynamic cathodes. B.2. Implementation of parametric studies and of the main test programme on various non-active representative steel plates. B.3. Evaluation of the obtained results and elaboration of recommendations for a possible application to radioactive components. Achievements: electrochemical decontamination plays an important role in routine close-down procedures. This is done in an electrolyte solution passing a constant current and gradually clearing the metal surface. The same basic principle is used in the electrochemical metal treatment (ECM) technique. In this case, a specific cathode is used. This method has numerous advantages and can be used for separating active steel in nuclear reactor decommissioning. The areas which have been investigated are: which treatment method, using which cathode will give a high rate of clearance; how much sludge will remain behind in the electrolyte.
Es sollen elektrochemische Verfahren zur Reduktion von Chlorkohlenwasserstoffen optimiert werden. Entscheidenden Einfluss auf den Wirkungsgrad von Elektrolysezellen haben Elektrodenmaterial und Zellgeometrie. Eine Durchflusselektrolysezelle mit radialem Stromfluss und Eisen bzw. Mangan als Kathodenmaterial soll erprobt werden. Chlorierte Aromaten lassen sich in einfachen Durchflusselektrolysezellen bei Stromausbeuten bis zu 40 Prozent reduzieren.
Halogenierte organische Verbindungen werden in waessrigen Elektrolyten durch anodische Oxidation zerstoert oder durch katodische Reduktion dehalogeniert. Die katodische Dehalogenierung steht dabei in Konkurrenz zur Wasserstoffentwicklung und zur Sauerstoffreduktion. Durch den Einsatz von 3d-Elektroden laesst sich die Effektivitaet des katodischen Abbaus erhoehen.
Der Uebergang von der feldemittierenden kalten Kathode in die thermisch emittierende heisse Kathode stellt bei der Zuendung von Gasentladungslampen einen kritischen Betriebszustand dar. Die Lampenelektroden werden durch den Ionenstrom auf eine kalte Kathode besonders stark belastet und erodiert, so dass die Zuendphase von entscheidender Bedeutung fuer die Lebensdauer der Lampen ist. Fuer eine erfolgreiche, schonende Zuendung von Lampen bedarf es detaillierter Kenntnisse ueber die Entwicklung der Stromuebernahme als Funktion der Elektrodenform, des Elektrodenmaterials sowie der Entladungsparameter. In einer Messanordnung wird ortsaufgeloest die zeitliche Entwicklung des Kathodenansatzes untersucht.
| Organisation | Count |
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| Bund | 11 |
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| Förderprogramm | 11 |
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