PEMGALVANOKAT – Lang­lebige, Platin-reduzierte Kathoden für PEM-Brennstoffzellen

Drei Forschungsinstitute arbeiten an einem Verfahren, um bei der Herstellung von Katalysatoren für Brennstoffzellen teures Platin einzusparen. Gleichzeitig sollen Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Kathodenkatalysatoren deutlich gesteigert werden.

Die Katalysatorschichten sind mit Abstand das Teuerste an Brennstoffzellen-Stacks. Aktuell behindern hohe Kosten und begrenzte Haltbarkeit der Kathodenkatalysatoren die breite Einführung von Polymerelektrolymembran-Brennstoffzellen (PEM-BZ). Genau hier setzt das neue Forschungsprojekt PEMGALVANOKAT an. In dem Projekt entwickeln drei Partner – das fem Forschungsinstitut, das Fraunhofer IAP und das ZBT – gemeinsam neuartige, Platin-reduzierte Katalysatorschichten.

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Tortengrafik zu den Kostenanteilen von Brennstoffzellenstacks

Innovative Kombination

Zunächst werden Legierungs- und Kern-Schale-Nanopartikel mit stark reduziertem Platingehalt (Pt-X, X = Ni, Co, Cu) in einem Flussreaktor erzeugt. Anschließend werden diese mittels galvanischer Dispersionsabscheidung direkt als hochporöse Elektroden auf Gasdiffusionsschichten abgeschieden. In einem weiteren Schritt erfolgt die Weiterverarbeitung zu Membran-Elektroden-Einheiten (MEA).

Ziele sind u.a.:
• Reduzierung des Platingehalts durch Pt-Legierungen und Core-Shell-Nanopartikel
• Erhöhung der Langzeitstabilität durch Nanopartikelabscheidung auf einer Ni-P-Bindematrix
• Skalierbare Herstellung im kontinuierlichen Prozess

„Mit diesem Projekt soll die Leistungsfähigkeit von PEMFC gesteigert und gleichzeitig die Kosten deutlich gesenkt werden. Davon profitieren vor allem KMU im Bereich der Katalysator- und Elektrodenherstellung, die ihre Wettbewerbsfähigkeit im wachsenden Wasserstoff- und Brennstoffzellenmarkt sichern wollen“, erklärt Projektleiter und Expert-Scientist Ivan Radev vom ZBT.

Abteilung Elektrochemische Komponenten

Projektinfos

Projekttitel: „Hochaktive und langzeitstabile Kathoden zur Anwendung in Polymer-Membran-Brennstoffzellen (PEMFC) auf Basis neuartiger Platin-reduzierter Katalysatornanopartikel durch galvanische Dispersionsabscheidung auf Gasdiffusionsschichten (PEMGALVANOKAT)“

Projektpartner:

  • fem Forschungsinstitut
  • Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP
  • Zentrum für BrennstoffzellenTechnik (ZBT)

Projektnummer: 01IF23620N

Laufzeit: 1. Juli 2025 - 31. Dezember 2027

Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) über Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF)

Projektträger: DLR Projektträger

Förderlogos von IGF, DLR und Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)

Kontakt

Projektleiter

Dr. Ivan Radev
+49 203 7598-3312
Portrait des ZBT-Wissenschaftlers Dr. Ivan Radev

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