KARPET

KARPET – Katalytische Aktivierung von Textilien in einem R2R‐Prozess durch
Nanomaterialien für die AEM‐Elektrolyse Technologie

Innovationswettbewerb Industrie.in.NRW

Förderkennzeichen IN-WP-2-014a

Status & Laufzeit

Bewilligt 15.07.2025 bis 14.07.2028

beteilgte Partner:

• Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. (IUTA), Duisburg
• Hochschule Niederrhein, Krefeld
• Nanonium GmbH, Essen
• Westfälische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen (WHS), Gelsenkirchen
• Hydrogenea GmbH, Gelsenkirchen
• ProPuls GmbH, Gelsenkirchen

Zusammenfassung

Die Energiewirtschaft benötigt Lösungen zur Bereitstellung von grünem H2. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung und Herstellung katalytisch aktivierter textiler Substrate auf Basis eines Rolle zu Rolle (R-2-R) Herstellungsprozesses zum Auftrag von Perowskit‐/Spinell‐/Eisen‐Nickel‐Nanopartikeln und katalytisch aktivierten Kohlenstoffnanofasern oder Carbon Nanofibers (CNF) für die alkalische Elektrolysetechnologie sowie der Aufbau und Test einer Hochdruckzelle. Die entstehende Zelle wird auf Edelmetalle als Katalysatoren verzichten, wobei gleichzeitig die Möglichkeit der Substitution von toxisch wirkenden Metallen untersucht wird.

Die Katalysatorpartikelsynthese und das Verweben/Versticken verschiedener Edelstähle/Carbongarne zu Trägerstrukturen führt in Kombination mit den darauf applizierten Katalysatoren zu Anoden‐ und Kathodenstrukturen mit größtmöglicher spezifischer Oberfläche, welche in einem weiteren Prozessschritt in eine Membran‐Elektroden‐Einheit für die alkalische Membran‐Elektrolyse (AEMEL) überführt werden.

Parallel dazu erfolgt die Produktion von Gasdiffusionselektroden unter Verwendung von hoch graphitisierten Kohlenstoffnanofasern in einem R-2-R Prozess auf denen der aktive Nanokatalysator mittels galvanischer Abscheidung aufgebracht wird. Demonstratoren der entwickelten AEMEL‐Hochdruckzelle, welche am Auslass H2 und O2 mit einem Druck von bis zu 100 bar erzeugen, werden in einem speziell entwickelten und aufgebauten Teststand untersucht, um die Einflüsse der einzelnen Prozesse auf die Aktivität und Leistungsfähigkeit zu bewerten.

IUTA übernimmt die Gesamtkoordination des Projekts und kümmert sich um die Kommunikation mit dem Projektträger. Im Bereich der Katalysatorherstellung werden am IUTA zwei Entwicklungen für den Anodenkatalysator vorangetrieben: Perowskit- und Spinell-basierte Katalysatormaterialien. Hierzu gehört ebenfalls die Entwicklung geeigneter Vorläufermaterialien auf Dimethylformamid bzw. Ethanol-Basis für die Produktion der oxidischen Partikel. Im Rahmen der prozessbegleitenden Analytik werden die erzeugten Partikel und Suspensionen am IUTA hinsichtlich ihrer chemisch-physikalischen Eigenschaften untersucht.

Förderhinweis

Das Projekt »KARPET – Katalytische Aktivierung von Textilien in einem R2R‐Prozess durch Nanomaterialien für die AEM‐Elektrolyse Technologie« wird durch die Europäische Union und das Land Nordrhein-Westfalen im Rahmen des EFRE/JTF-Programms NRW 2021 – 2027 gefördert. Förderkennzeichen: EFRE-20800702