Leitfähige Polymerkomposite für die Elektrolyse
Innovatives Kunststoffmaterial hätte enorme Vorteile bei den Materialkosten und im Herstellungsprozess.
Die Elektrolyse spielt eine entscheidende Rolle bei der Herstellung von Aluminium oder Chlor. Auch für die Energiewende gewinnt das Verfahren an Bedeutung, denn mittels Elektrolyse kann aus Wind- oder Solarstrom speicherbarer Wasserstoff gewonnen werden. Eine neue Forschungsgruppe am Fraunhofer-
Abb.: Nadine Menzel am Elektrolyse-Teststand des Fraunhofer-
Kunststoffe sind leicht, einfach zu verarbeiten und haben eine hohe chemische Beständigkeit. Metalle sind robust und belastbar, zudem verfügen sie über eine variable thermische und elektrische Leitfähigkeit. Vereint man diese Werkstoffe sowie weitere Füllstoffe auf geschickte Weise, entsteht ein neuartiges Komposit-
So will die Nachwuchsgruppe beispielsweise völlig neuartige Bipolarplatten aus leitfähigen Polymerkompositen für die PEM-Elektrolyse fertigen. Diese Methode ist eine Schlüsseltechnologie für die Erzeugung von Wasserstoff aus erneuerbaren Energien. Das Herzstück der PEM-Elektrolyse bildet der Stack, der aus mehreren Bipolarplatten besteht. An diese Platten und die anderen Komponenten im Stack werden extreme Anforderungen gestellt – hohe Temperaturen, hohe Drücke oder hohe Spannungen sorgen für sehr korrosive Bedingungen, die den einzelnen Komponenten zusetzen. Üblicherweise werden Bipolarplatten deshalb aus Titan, Graphit, Stahl oder Edelstahl gefertigt, die Oberfläche zusätzlich mit einer Beschichtung aus Edelmetallen wie Gold oder Platin geschützt. Ein innovatives Kunststoffmaterial, das den extremen Betriebsbedingungen gewachsen ist und die nötige Langzeitstabilität bietet, hätte deshalb enorme Vorteile bei den Materialkosten und im Herstellungsprozess.
In einem weiteren Teilpaket wollen die Forscher Lackelektroden für die Elektrolyse von Seewasser entwickeln. Damit könnte der Bewuchs von Schiffsrümpfen mit marinen Organismen verhindert werden, ohne dass giftige Lacke eingesetzt werden müssen. Weitere Ziele sind die Analyse elektrochemischer Korrosionsprozesse in Polymerkompositen und elektronischen Komponenten für die Elektrolyse sowie die Untersuchung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Systemen mit alkalischen Membran-
Fh.-IMWS / RK