AiF-FV-Nummer 21784

Entwicklung und Optimierung eines Herstellungsverfahrens für korrosionsbeständige graphenbasierte Materialien im Pilotmaßstab für die Anwendung als Katalysatorträgermaterial in Kathoden von Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen


Status & Laufzeit

Laufend: 01.04.2021 bis 30.09.2023

Forschungsstellen

Zusammenfassung

Die Umstrukturierung der Energiewirtschaft hin zum Ausbau erneuerbarer Energien und zur nachhaltigen Verwendung der natürlich vorkommenden Ressourcen benötigt Lösungen zur Speicherung, Bereitstellung und Nutzung dieser Energien. Besonders für KMUs ermöglicht dieser Schritt ein großes Einstiegs- und Wachstumspotential, welches durch dieses Vorhaben unterstützt wird. Mit dem Forschungsvorhaben GRAPHKAT werden diese Aspekte zum einen durch die Materialentwicklung von unterschiedlichem Graphen in der plasmagestützten Gasphasensynthese im Technikumsmaßstab und zum anderen durch die direkte Erprobung dieser Materialen in der PEM-Brennstoffzellen-Technologie adressiert. Im Rahmen der Graphenherstellung zielt das Vorhaben auf die Etablierung eines Syntheseweges von Graphen ab, welcher hochreines Graphen bei hoher Produktionsrate (> 10g/h) liefert. Ziel ist, die Graphen-Flocken-Charakteristika gezielt anpassen zu können, wodurch wirtschaftliche und wissenschaftliche Wissenslücken der Graphenherstellung geschlossen werden. Dies ermöglicht KMUs den Einstieg in die Herstellung von einem der zukunftsträchtigsten Materialien derzeit. Im Bereich der PEM-Brennstoffzellen liegt die größte Herausforderung bei der Kommerzialisierung in der Nichtverfügbarkeit von kommerziellen korrosionsbeständigen Trägermaterialien für die notwendigen Elektrokatalysatoren. Zur Lösung dieses Problems wird im Rahmen dieses Forschungsvorhabens das Graphen als korrosionsbeständiges Trägermaterial für Katalysatoren primär für die kathodenseitige Anwendung in PEMFC entwickelt und anschließend zu betriebsfähigen katalysatorbeschichteten Membranen (CCM) weiterverarbeitet. Die angestrebte gezielte Materialentwicklung und Erprobung hat somit eine hohe Relevanz für KMUs, die im Bereich von Brennstoffzellen tätig sind. Beide Technologieschwerpunkte (Synthese und PEMFC) besitzen bei erfolgreicher Durchführung des Vorhabens ein hohes Potential, zeitnah in KMU wirtschaftlich nutzbar zu sein

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.