Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Hochaktive und langlebige Elektroden und MEAs für die alkalische Membranelektrolyse auf Basis von Katalysatoren aus Nichtedelmetallen (Ni, Fe, Co, Mo) und Nichtmetallen (P, S), durch galvanische Verfahren abgeschieden auf porösen Metall- und Kohlenstoffschichten (N-AEMEL)

Die Elektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff aus regenerativen Quellen zeichnet sich immer deutlicher als Schlüsseltechnologie für den Aufbau eines nachhaltigen und flexiblen Energiesystems ab. Das Ziel zukünftig zu entwickelnder Elektrolysetechnologien besteht darin, die Kosten des Wasserstoffs zu senken durch: (i) Anwendung von reichlich vorhandenen hochaktiven Katalysatoren und Elektrolyten; (ii) Erhöhung der Wasserstoffproduktionsrate und -effizienz. Die Alkalische Membran-Wasserelektrolyse (AEMEL) bietet die Möglichkeit, die Vorteile einer PEM-Elektrolyse (hohe Stromdichte, hoher Wirkungsgrad) und die einer traditionellen alkalischen Elektrolyse (edelmetallfreie Katalysatoren, geringe Investitionskosten) zu kombinieren, wodurch sehr hohe Stromdichten bei geringen Gesamtkosten erzielt werden können.

Im Rahmen dieses Projektes werden mithilfe der elektrochemischen Abscheidung von katalytisch aktiven Nichtedelmetallen (Ni, Fe, Co, Mo) und Nichtmetallen (P, S) hochaktive, langlebige und kostengünstige industrierelevante Elektroden für die AEMEL entwickelt, die eine Steigerung der Leistungsfähigkeit bei reduzierten Material- und Fertigungskosten ermöglichen. Um diese Elektroden auf Aktivität und Haltbarkeit hin zu prüfen, werden sie zu einer MEA (25 cm2) verarbeitet und getestet. Anschließend wird ein erstes Konzept für einen serientauglichen Herstellungsprozess für Elektroden und MEAs für AEMEL entwickelt. Das Forschungsvorhaben soll als Gesamtergebnis das Funktionsmuster eines AEM-Elektrolyseurs als Grundlage für die Entwicklung eines industriellen Produktes liefern. Die Entwicklung der AEMEL-Technologie kann für solche KMU, die Elektrolyseure und Komponenten herstellen, eine zukunftsweisende Aktualisierung des Produkt-Portfolios darstellen. Davon profitieren auch Zulieferer von Aktivmaterialien und Präkursoren sowie Beschichter (Galvanik).