Technologie

Wasserstoffgewinnung leicht gemacht

29.10.2019 - 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. 
 

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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