Das Projekt "HIKAB: Hierarchische Kompositnanopartikelsysteme zur Anwendung in Brennstoffzellen - Entwicklung und kontinuierliche Herstellung, Teilvorhaben: MEA-Herstellung und Charakterisierung von Einzelzellen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institute of Energy Technologies (IET), Elektrochemische Verfahrenstechnik.DDas Projektziel von HiKAB ist die Herstellung und Testung von neuartigen, katalytisch aktiveren Nanopartikelkompositen für die Direktmethanolbrennstoffzelle (DMFC) und die Entwicklung darauf optimierter Membran-Elektroden-Einheiten (MEA). Die Universität Hamburg (UHH) wird Batchsynthesen für Nanopartikelsysteme mit unterschiedlicher Struktur, hierarchischer Architektur und Zusammensetzung der Partikel mit vermindertem Pt-Gehalt etablieren und optimieren. Anschließend werden die Partikelsysteme auf amorphem Kohlenstoff oder Kohlenstoffnanoröhren geträgert und elektrochemisch charakterisiert. Die CAN GmbH wird ausgehend von den erzielten Messergebnissen die Herstellung ausgewählter Systeme auf einen kontinuierlichen Flussreaktor übertragen, um 1) die notwendigen größeren Mengen, 2) die höhere Reproduzierbarkeit und 3) deutlich geringere Herstellungskosten für katalytisch aktive Nanokomposite zu realisieren. Das Forschungszentrum Jülich wird mit den bereitgestellten Proben MEAs entwickeln und diese auf Effizienz, Langzeitstabilität und Methanoltoleranz in entsprechenden Testständen auf MEA-Ebene untersuchen. Geeignete MEAs werden in ausreichender Anzahl in Jülich hergestellt und bei SFC Energy AG unter realen Betriebsbedingungen in DMFC-Systemen getestet.
Das Projekt "innoKA: Materialinnovationen für die PEM-Brennstoffzelle - Platinfreie Kathode, anodenseitige Materialstabilisierung durch neue Katalysatorkonzept, Teilvorhaben: Synthese neuer (Ko-)Katalysatoren für die Anode und deren Integration sowie die von platinfreien Kathodenkatalysatoren in MEAs" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Lehrstuhl für Technische Elektrochemie.Materialinnovationen für PEM Brennstoffzellen durch neue und verbesserte Katalysatoren zur Reduzierung des Pt-Anteils auf der Kathodenseite und zur Lebensdauererhöhung durch anodenseitige Stabilisierung mittels Ko-Katalysatoren bzw. neuen Katalysatoren für die selektive H2-oxidation. Nach Synthese und Bewertung mit der RDE-Methode, erfolgt der Transfer auf Einzeller mit 5 - 50 cm2 Elektroden für diagnostische Messungen und Validierung unter anwendungsrelevanten Bedingungen. Ziel ist die deutliche Reduzierung der Materialkosten in PEM Brennstoffzellen. Es werden neuartige Anoden und Kathoden-katalysatoren hergestellt und getestet. Die Materialien werden bereits in kleinem Maßstab auf gezielte Eigenschaften hin untersucht, und für vielversprechende Kandidaten wird eine optimierte und größerskalige Herstellung vorangetrieben. Vorgesehen ist die Synthese von 1) Nicht(edel)metall-Sauerstoffreduktions-katalysatoren, für die Kathode (AP1a) und 2) reduktionsstabiliserten O2-Entwicklungskatalysatoren sowie selektiven H2-Oxidationskatalysatoren für die Anode (AP 1.b). Die Katalysatoren werden mittels RRDE Messungen evaluiert (AP 3) und teilweise in 5 cm2 MEAs integriert um ihren Einfluss auf die MEA Alterung zu quantifizieren (AP 4.a). Desgleichen werden 5 cm2 MEAs mit Pt-freien Kathodenkatalysatoren hergestellt und optimiert, wobei die Spannungsverluste durch Kinetik- und Grenzstromdichtemessungen sowie Impedanzspektroskopie quantifiziert werden. Diese Erkenntnisse werden von Greenerity in der weiteren MEA Hochskalierung genutzt (AP 4.b). Es werden auch in-situ Messungen zur Aufklärung des O2-Reduktionsmechanismus Pt-freier Kathodenkatalysatoren durchgeführt (AP 4.a).
Das Projekt "KMU-innovativ - Rückgewinnung und Wiedereinsatz von Edelmetallen aus Brennstoffzellen - reACT, Teilvorhaben: Herstellung Katalysatoren und MEAs für PEMFC auf Basis recycelter Edelmetalle" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: H.I.A.T. gGmbH.Die HIAT gGmbH übernimmt im Verbundprojekt 'Rückgewinnung und Wiedereinsatz von Edelmetallen aus Brennstoffzellen (reACT)' das Teilvorhaben 'Herstellung von Katalysatoren und MEAs für PEFC auf Basis recycelter Edelmetalle'. Ziel des Teilvorhabens ist auf Basis recycelter Edelmetalle leistungsstarke Katalysatoren und Membranelektrodeneinheiten (MEAs) für PEFC herzustellen. Das HIAT versucht dabei Leistungsdichten zu erzeugen, wie sie mit kommerziellen Katalysatoren realisierbar sind. Das HIAT stellt mit einem eigenen Verfahren auf nasschemischem Weg Katalysatoren für die Wasserstoffoxidation bei Wasserstoffbetrieb bzw. Reformatbetrieb in Niedertemperaturbrennstoffzellen sowie für die Sauerstoffreduktion her. Die recycelten Edelmetalle aus Brennstoffzellen und Autoabgaskatalysatoren werden dem HIAT hierzu von dem Projektpartner ReMetall Drochow in Salzform als Precursor zur Verfügung gestellt. Als Referenz werden Katalysatoren aus kommerziell erhältlichen Edelmetallsalzen (z.B. Hexachloroplatinsäure) hergestellt, sowie Membranen mit kommerziell erhältlichen Katalysatoren beschichtet.
Das Projekt "Entwicklung von kostengünstigen, langzeitstabilen DMFC-Energiesystemen in der kW-Klasse für Horizontal-Kommissionierer, Teilvorhaben: Stack- und Systementwicklung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-3: Brennstoffzellen.Im Rahmen des Vorhabens sollen in Zusammenarbeit mit den Firmen Ritter Elektronik, Jungheinrich, Ebm-Papst und AKG kostengünstige, langzeitstabile Brennstoffzellen-Hybrid-Energiesysteme in der kW-Klasse auf der Basis von Direktmethanol-Brennstoffzellen (DMFC) für den Einsatz in Horizontal-Kommissionierern entwickelt werden. Dies würde für bestimmte Anwendungen das Potenzial eines vergleichbaren Kostenniveaus gegenüber konventionellen Batteriesystemen haben und somit zur Markteinführung von Brennstoffzellen-Applikationen genutzt werden können. Dazu sind im Forschungszentrum folgende Arbeiten geplant: Entwicklung und Herstellung von langzeitstabilen, kompakten Zell- und Stackkomponenten; Aufklärung von Alterungsmechanismen der Membran-Elektroden-Einheit (MEA); Entwicklung, Auslegung und Bau von wasserautarken DMFC-Systemen; Modellierung/Simulation und Evaluierung von Energiespeichern (Batterien, Supercaps) und Auslegung des Hybridsystems. Die wirtschaftlichen Erfolgsaussichten sind erheblich, da durch die erfolgreiche Entwicklung eines robusten, kostengünstigen DMFC Energiesystems die DMFC Technologie im ermittelten Anwendungsfall zur Bleibatterie wettbewerbsfähig werden kann.