Neuartige Katalysatoren für die Direktmethanol-Brennstoffzelle

Aufgabengebiet
Direktmethanol-Brennstoffzellen (DMFC) haben durch die Nutzung des flüssigen Brennstoffs Methanol den Vorteil gegenüber anderen Energiewandlern und Batterien, höhere Energiedichten aufzuweisen. Die Leistungsfähigkeit von DMFCs wird jedoch durch die langsame Oxidation von Methanol beeinträchtigt. Um die Umsetzung des Methanols zu verbessern wird daher eine hohe Belegung mit platinhaltigem Katalysator benötigt. Dies führt zu hohen Herstellungskosten, die eine breite Marktdurchdringung behindern.

Aufgabenbeschreibung
Im Rahmen der Arbeit sollen Anoden und Kathoden mit unterschiedlichen Katalysatoren hergestellt und untersucht werden. Dabei wird zunächst das Verhalten der Katalysatoren an Modellelektroden untersucht. Mit den vielversprechendsten Katalysatoren werden dann Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs) hergestellt und im DMFC-Betrieb charakterisiert. Dabei spielt insbesondere die Identifikation geeigneter Betriebsbedingungen eine wichtige Rolle. Wenn die Anode z. B. mit einer geringeren Methanolkonzentration betrieben werden kann, wird weniger Methanol zur Kathode übertreten, so dass sich die Leistung der Kathode verbessert, ohne dass an der Kathode Änderungen vorgenommen wurden. Derartige Wechselwirkungen sollen im Rahmen der Arbeit auch durch statistische Versuchsplanung untersucht werden. Auf diese Weise sollen für jede MEA die optimalen Bedingungen ermittelt und die maximale Leistungsfähigkeit ermittelt werden.

Weitere Informationen

Unternehmen

Thesius Inspiration

Bereich/Abteilung

IEK-3 - Elektrochemische Verfahrenstechnik

Abschlussart

Bachelorarbeit

Branche

Maschinenbau und Betriebstechnik

Schlagwörter

IEK-3 Chemie Elektrochemie Verfahrenstechnik Brennstoffzelle Direktmethanol Katalysatoren

Anforderungen

Die Arbeit kann in unterschiedlicher wissenschaftlicher Tiefe als Bachelor- oder Masterarbeit durchgeführt werden. Im Rahmen der Arbeit, soll die Leistungsfähigkeit unterschiedlicher Katalysatoren in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen untersucht werden. Neben der Präparation der MEAs müssen auch geeignete Messprogramme entwickelt werden. Die Arbeit ist daher besonders für Chemiker und Verfahrenstechniker, idealerweise mit Vorkenntnissen in Elektrochemie, geeignet.

Zusatzinformationen

Bachelor- oder Masterarbeit

Ausschreibendes Institut: IEK-3 - Elektrochemische Verfahrenstechnik
Kennziffer: D115/2014, Chemie, Verfahrenstechnik

Beginn der Arbeit: ab sofort / nach Vereinbarung

Aufgabengebiet
Direktmethanol-Brennstoffzellen (DMFC) haben durch die Nutzung des flüssigen Brennstoffs Methanol den Vorteil gegenüber anderen Energiewandlern und Batterien, höhere Energiedichten aufzuweisen. Die Leistungsfähigkeit von DMFCs wird jedoch durch die langsame Oxidation von Methanol beeinträchtigt. Um die Umsetzung des Methanols zu verbessern wird daher eine hohe Belegung mit platinhaltigem Katalysator benötigt. Dies führt zu hohen Herstellungskosten, die eine breite Marktdurchdringung behindern.

Aufgabenbeschreibung
Im Rahmen der Arbeit sollen Anoden und Kathoden mit unterschiedlichen Katalysatoren hergestellt und untersucht werden. Dabei wird zunächst das Verhalten der Katalysatoren an Modellelektroden untersucht. Mit den vielversprechendsten Katalysatoren werden dann Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs) hergestellt und im DMFC-Betrieb charakterisiert. Dabei spielt insbesondere die Identifikation geeigneter Betriebsbedingungen eine wichtige Rolle. Wenn die Anode z. B. mit einer geringeren Methanolkonzentration betrieben werden kann, wird weniger Methanol zur Kathode übertreten, so dass sich die Leistung der Kathode verbessert, ohne dass an der Kathode Änderungen vorgenommen wurden. Derartige Wechselwirkungen sollen im Rahmen der Arbeit auch durch statistische Versuchsplanung untersucht werden. Auf diese Weise sollen für jede MEA die optimalen Bedingungen ermittelt und die maximale Leistungsfähigkeit ermittelt werden.

Ansprechpartner:

Dr. Andreas Glüsen
Institut für Energie- und Klimaforschung - Elektrochemische Verfahrenstechnik (IEK-3)
Forschungszentrum Jülich GmbH
52425 Jülich

Telefon: +49-2461-61 5171
E-Mail: a.gluesen@fz-juelich.de
http://www.fz-juelich.de/iek/iek-3/

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