Herstellung und Charakterisierung von Membran-Elektroden-Einheiten für die Wasserelektrolyse

Für den Einsatz der Elektrolyse-Technik zur Speicherung regenerativ erzeugten Stroms sind bereits diverse Aktivitäten von verschiedenen Unternehmen angekündigt bzw. initiiert worden. Dabei werden in den unterschiedlichen Elektrolyseverfahren Systeme mit heute verfügbarer Materialtechnologie realisiert. Auf der anderen Seite wird versucht, durch gezielte Forschung und Entwicklung die klassische alkalische Elektrolyse und die Protonen-Austausch-Membran-Elektrolyse (PEM) für eine flexible Wasserstofferzeugung mit schnellen und häufigen Lastwechseln im Bereich der regenerativen Energieerzeugung weiterzuentwickeln. Im Rahmen dieser Masterarbeit soll versucht werden, durch den Einsatz von anionenleitfähiger Membranen die Vorteile der klassischen alkalischen Elektrolyse mit der PEM-Elektrolyse zu Anionen-Austausch-Membran-Elektrolyse (AEM) zu kombinieren. Um eine erfolgreiche kommerzielle Einführung dieser Technologie zu ermöglichen, sind Polymerentwicklung und eine Erhöhung der Langzeitstabilität dieser Elektrolyseure unumgänglich. Eine Optimierung des Herstellungsverfahrens der Elektroden soll als Ansatzpunkt dienen, um die oben erwähnten Herausforderungen zu erreichen.

Aufgabenbeschreibung

Literaturrecherche und Einarbeitung in das Gebiet der PEM- und AEM-Elektrolyse mit dem Schwerpunkt auf der Herstellung von katalysatorbeschichteten Membranen (engl. CCM) und Membran-Elektroden-Einheiten (engl. MEA)
Bestimmung der Viskosität von nicht newtonschen Flüssigkeiten , des Kontaktwinkels und der Oberflächenspannung der Katalysatorpasten für die Herstellung von CCMs
Optimierung von Pasten und anderen Herstellungsparametern zum Aufbau von CCMs / MEAs
In-situ Betrieb und elektrochemische Untersuchung von hergestellten CCMs auf ihren Zellwiderstand, ihre Strom-Spannungs-Charakteristik und Langzeitstabilität.

Weitere Informationen

Unternehmen

Helmholtz Gemeinschaft

Bereich/Abteilung

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

Abschlussart

Masterarbeit / Diplomarbeit

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

Sie studieren Materialwissenschaften, Chemie oder Chemieingenieurwesen, vorzugsweise mit der Vertiefungsrichtung physikalische Chemie. Sie zeichnen sich durch eine selbstständige und analytische Arbeitsweise aus und verfügen über sehr gute Englischkenntnisse.

Zusatzinformationen