FeNCy-PEM – Herstellung und Einsatz von edelmetallfreien Fe-N-C-Katalysatoren

Entwicklung eines kontinuierlichen, skalierbaren Produktionsprozesses und Integration in die Fertigung und die Anwendung der PEM-Brennstoffzellen-Technologie

Im Projekt FeNCy-PEM entwickeln wir gemeinsam mit unseren Partnern edelmetallfreie Eisen-Stickstoff-Kohlenstoff-Katalysatoren (Fe-N-C-Katalysatoren) für Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (PEM-Brennstoffzellen). Ziel ist es, einen kontinuierlichen und skalierbaren Herstellungsprozess zu etablieren und die Materialien in die Fertigung sowie Anwendung der PEM-Technologie zu integrieren.

Neue Katalysatoren für wirtschaftlichere PEM-Brennstoffzellen

PEM-Brennstoffzellen sind eine wichtige Technologie für die Nutzung von Wasserstoff und für eine klimaneutrale Energieversorgung. Ihre breite Anwendung wird bislang jedoch durch hohe Kosten begrenzt. Eine zentrale Rolle spielt dabei Platin, das als Katalysator eingesetzt wird und sowohl kostenintensiv ist als auch mit Abhängigkeiten von internationalen Lieferketten verbunden bleibt.

Mit FeNCy-PEM setzen wir an dieser Herausforderung an und entwickelt Fe-N-C-Katalysatoren als edelmetallfreie Alternative für die Kathode. Damit verfolgt das Projekt das Ziel, die PEM-Technologie kostengünstiger, skalierbarer und perspektivisch unabhängiger von kritischen Rohstoffen zu machen.

Vom innovativen Material zum skalierbaren Herstellungsprozess

Im Mittelpunkt des Projekts steht die Entwicklung eines kontinuierlichen Prozesses zur Herstellung der Fe-N-C-Katalysatoren im Pilotmaßstab. Dafür wird Graphen durch Dotierung mit Eisen und Stickstoff in ein katalytisch aktives Material umgewandelt. Zum Einsatz kommt ein Plasmaprozess in der Gasphase, der die Herstellung von Katalysator und Trägermaterial in einem Schritt ermöglicht und damit gute Voraussetzungen für eine spätere Skalierung schafft.

Das erzeugte Material wird anschließend zu einer Tinte weiterverarbeitet und in einem skalierbaren Rolle-zu-Rolle-Verfahren zu Kathoden und Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) verarbeitet. So verbindet FeNCy-PEM die Entwicklung des Katalysatormaterials direkt mit einer auf das Material zugeschnittenen Fertigung.

Prüfung in der Anwendung und Beitrag zur Wertschöpfungskette

Neben der Herstellung steht die Anwendung der entwickelten Materialien in der PEM-Brennstoffzelle im Fokus. Die im Projekt gefertigten Komponenten werden hinsichtlich Leistung und Haltbarkeit geprüft, um ihre Eignung für den praktischen Einsatz zu bewerten. Auf diese Weise verbindet FeNCy-PEM Materialentwicklung, Prozessskalierung und Anwendungstestung entlang der Wertschöpfungskette.

Das Projekt schafft damit die Grundlage, platinfreie Katalysatoren perspektivisch in Brennstoffzellensysteme zu integrieren und die Weiterentwicklung der Wasserstofftechnologie wirtschaftlich und technologisch zu unterstützen.

Projektinfos

Projektakronym: FeNCy-PEM

Förderkennzeichen: EFRE-20801377

Förderwettbewerb: Innovationswettbewerb Industrie.IN.NRW

Laufzeit: 1.12.2025 – 30.11.2028

Projektpartner:

Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. (IUTA)
Westfälische Hochschule (WHS)
Laufenberg GmbH
ZBT - Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH
ProPuls GmbH (assoziiert)

Dieses Projekt wird gefördert durch die Europäische Union und das Land Nordrhein-Westfalen im Rahmen des EFRE/JTF-Programms NRW 2021–2027.

Förderlogo Europäische Union EFRE/JTF NRW

Fragen zum Projekt

…beantwortet gerne

Oliver Pasdag

+49 203 7598-2211

o.pasdag@zbt.de

Noch mehr Fragen?

Vielleicht weiß die Antwort

Adib Caidi

+49 203 7598-3123

a.caidi@zbt.de

Weitere aktuelle Projekte

30. März, 2026

NEREUS – Next-Generation Scalable AEM Electrolysers as Sustainable Hydrogen Production System

NEREUS entwickelt Anionenaustauschmembran-Elektrolyseure (AEM-Elektrolyseure) der nächsten Generation für eine leistungsfähige, langlebige und kosteneffiziente Wasserstoffproduktion.

30. März, 2026

FeNCy-PEM – Herstellung und Einsatz von edelmetallfreien Fe-N-C-Katalysatoren

FeNCy-PEM entwickelt skalierbare, edelmetallfreie Fe-N-C-Katalysatoren und integriert sie in Fertigung und Anwendung von PEM-Brennstoffzellen.

17. März, 2026

HyQualityLab4NRW – Labor für KI-gestützte Qualitätskontrolle und -sicherung in der H2-Forschung

Miit dem „HyQualityLab4NRW“ wird am ZBT ein leistungsstarkes KI-gestütztes Materialanalytiklabor aufgebaut, um Forschungseinrichtungen und Industrie eine umfassende Qualitätskontrolle ihrer Produkte zu ermöglichen.

12. März, 2026

PARZELL – Qualitative und quantitative PFAS-Analyse im Elektrolyse- und Brennstoffzellen-Betrieb

Das Forschungsprojekt PARZELL untersucht systematisch die Freisetzung von PFAS aus PEM-Elektrolyseuren und PEM-Brennstoffzellen und entwickelt Methoden, um Emissionen realitätsnah zu messen, zu bewerten und perspektivisch zu reduzieren.

12. März, 2026

HiHyPe – Neue AEM-Technologie für elektrochemische Wasserstoffkompressoren

Das Projekt HiHyPe entwickelt eine edelmetallarme bis -freie AEM-Technologie für elektrochemische Wasserstoffkompressoren und stärkt damit die Zukunft der Wasserstoffwirtschaft.

4. März, 2026

HY-Infra – Grenzüberschreitende Initiative zur Förderung der Wasserstoffinfrastruktur in der Rhein-Maas-Region

Hy-Infra stärkt die grenzüberschreitende Wasserstoffinfrastruktur in der Meuse-Rhine-Region. Das Interreg-Projekt schafft Transparenz über zukünftige Wasserstoffbedarfe und leitet daraus die benötigte Infrastruktur bis 2030/2035 ab.

4. März, 2026

NH3Avi – Inline-Fertigung metallisch gestützter SOFC-MEAs für die Luftfahrt

Klimaneutrales Fliegen braucht neue Energieträger – und neue Fertigungstechnologien. NH3Avi entwickelt dafür metallisch gestützte SOFC-Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) für den Einsatz mit Ammoniak in der Luftfahrt.

24. Februar, 2026

LHYVE-Cycle – Intelligente Wartungskonzepte für wasserstoffführende Systeme

Die Partner im Projekt LHYVE-Cycle entwickeln ein innovatives System zum Spülen von Wasserstofftanks, um die In- und Außerbetriebnahme von Wasserstoffanlagen sicherer, schneller und in Bezug auf die verwendeten Gase sparsamer zu machen.