29.10.2019 • Energie

Wasserstoffgewinnung leicht gemacht

Plasmaverfahren für die Produktion hochwertiger elektrokatalytischer Schichten.

Das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) in Greifswald arbeitet gemeinsam mit dem Institut für Vernetzte Energie­systeme e.V. des Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) in Oldenburg im Rahmen des Projektes 3DnanoMe 2.0 daran, die Technologie von Brennstoff­zellen zu optimieren. Innerhalb von drei Jahren soll ein Verfahren, welches für eine erhöhte Effizienz elektrokatalytischer Schichten auf Gas­diffusions­elektroden sorgt, skaliert und validiert werden, mit dem Ziel, die Technologie in die Praxis zu übertragen. 
 

Abb.: Wasserstoff hat großes Potenzial als nachhaltiger Energieträger. (Bild:...
Abb.: Wasserstoff hat großes Potenzial als nachhaltiger Energieträger. (Bild: jcrosemann)

Wasserstofftechnologien spielen eine große Rolle in der Energiewende. Es fehlt jedoch an effizienten und wirtschaftlichen Lösungen. „Mit Hilfe unserer Plasma­technologie entwickeln wir ein Verfahren zur Herstellung von Elektro­katalysatoren in Dreiphasen­systemen für eine nachhaltige fossilfreie Energie-Wirtschaft“, erläutert Gustav Sievers, Projekt­verantwortlicher am INP. In dem Projekt „3DnanoMe 2.0“ geht es um die plasmatechnische Skalierung und Validierung von Elektro­katalysatoren, die eine Umwandlung von elektrischer in chemische Energie und umgekehrt zur Speicherung oder Strom­erzeugung ermöglichen. Weiterhin kann der erzeugte Wasserstoff und Sauerstoff auch in der chemischen Industrie eingesetzt werden. 

In einem Vorprojekt haben Forscher am INP ein mittlerweile patentiertes plasma­basiertes Verfahren entwickelt, mit dem sich elektro­katalytische Schichten mit hohen Aktivitäten und hoher Stabilität herstellen lassen. Diese katalytischen Schichten erhöhen durch eine Senkung der Aktivierungs­barriere die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen und können, eingesetzt in Gas­diffusions­elektroden oder Membran-Elektroden-Anordnungen, als gängige Produkte für elektrochemische Systeme wie Brennstoff­zellen und Elektrolyseure verwendet werden. 

Diese Technologie muss nun auf industriellen Maßstab skaliert und in der Brennstoff­zelle und dem Elektrolyseur unter realen Bedingungen validiert werden. Hierzu wird das neue Katalysator­konzept direkt für die Membran-Elektroden Anordnung oder Gas­diffusion­elektrode umgesetzt. Nach erfolgreicher Bewertung soll eine Lizenzierung der Technologie an Unternehmen erfolgen. „Mit dem Validierungs­projekt wollen wir den Sprung aus dem Labor in die Anwendung schaffen“, so der Umwelt­wissenschaftler Sievers. Das Projekt unter Leitung von Volker Brüser wird mit rund 1,4 Million Euro vom Bundes­ministerium für Bildung und Forschung gefördert. 

INP / DE
 

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