Entwicklung von neuartigen Katalysatoren für die Wasserstoffelektrode in der PEM-Brennstoffzelle und PEM-Elektrolyse

Mit ihrem neuen Energiekonzept legt die Bundesregierung im Sinne einer umweltschonenden, zuverlässigen und bezahlbaren Energieversorgung fest, dass die erneuerbaren Energien im Energiemix der Zukunft den Hauptanteil übernehmen sollen. Durch den Ausbau von regenerativer Energieerzeugungskapazität entstehen neue Herausforderungen hinsichtlich der Speicherung großer Energiemengen, da der zunehmende Ausbau erneuerbarer Energien in Deutschland zu einem rapiden Anstieg fluktuierender Energie aus Wind und Sonne im Stromversorgersystem führt. Neben elektrischen und thermischen Speichern kommt dabei der chemischen Speicherung in Form von Wasserstoff, der mittels Elektrolyse aus regenerativem erzeugtem Strom produziert wird, eine hohe Bedeutung zu.

Die Entwicklung von leistungsfähigen und wirtschaftlichen PEM Elektrolyseuren ist für den Einsatz der Wasserelektrolyse zur Wasserstofferzeugung mittels regenerativ erzeugten Überschussstroms nach dem Jahr 2020 eine der Kernaufgaben, um die zu niedrigen Leistungsdichten, die unzulängliche Stabilität und die zu hohen Kosten der aktuell eingesetzten Technologien zu verbessern bzw. zu reduzieren.

Aufgabenbeschreibung

Synthese von kostengünstigen Katalysatoren mit einem möglichst geringen Edelmetallanteil und einer hohen Aktivität hinsichtlich der Wasserstoffentwicklungs- und Wasserstoffoxidationsreaktion in der PEM Wasser-Elektrolyse und PEM Brennstoffzellen.
Bestimmung der elektrochemischen Eigenschaften wie der Aktivität und der elektrochemisch aktiven Oberfläche dieser Katalysatoren mittels der rotierenden Scheibenelektrode und Gasdiffusionselektroden.
Die Evaluierung der Materialien unter realen Bedingungen in einer Elektrolysezelle.
Verwendete Techniken:
Cyclovoltammetrie, Chronoamperometrie, lineare Polarisationskurven, Pulverdiffraktometrie, Röntgenphotoelektronenspektroskopie, Transmissionselektronenmikroskopie

Weitere Informationen

Unternehmen

Helmholtz Gemeinschaft

Bereich/Abteilung

Forschungszentrum Jülich GmbH Institut für Energie- und Klimaforschung - Elektrochemische Verfahrenstechnik (IEK-3)

Abschlussart

Masterarbeit

Ansprechpartner/in

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

Tel. : +49-2461-61 5590
E-Mail: m.carmo@fz-juelich.de
Internet: http://www.fz-juelich.de/iek/iek-3

Branche

Chemie und Pharmazie

Anforderungen

Hochschulstudium im Bereich Chemie oder Materialwissenschaften
Selbständige und systematische Arbeitsweise
Sehr gute Englisch- und Deutschkenntnisse

Zusatzinformationen