AiF-FV-Nummer 21816

Herstellung, Skalierung und Charakterisierung von Perowskit-Nanopartikeln für die Konstruktion neuartiger Elektroden zum Zweck der elektrolytischen Erzeugung chemischer Energieträger


Status & Laufzeit

Laufend: 01.04.2021 bis 31.03.2023

Forschungsstellen

Zusammenfassung

Die dezentrale Energieerzeugung und -speicherung ist zentraler Baustein der Energiewende. Während die Generierung elektrischer Energie mit zunehmender Effizienz erfolgt, gelingt es derzeit nicht, Speichertechnologien für die generierte elektrische Energie in gleichem Maße zu entwickeln. Insbesondere die effiziente Umwandlung elektrischer Energie in chemische Energie ist für diesen Zweck besonders geeignet, aufgrund der Flexibilität, Transportierbarkeit und Stabilität chemischer Energieträger. Erste Untersuchungen belegen, dass Nanopartikel mit Perowskit-Struktur vielversprechende Vorstufen für die Konstruktion von Elektroden für den Einsatz in Elektrolyseuren und in SOEC darstellen. Im Rahmen des Vorhabens wird für die Herstellung nanoskaliger Perowskite die Spray-Flammen-Synthese im Technikumsmaßstab verwendet werden. Die neuen Nanomaterialien werden zur Materialcharakterisierung mittels komplementärer analytischer Techniken strukturell, morphologisch und katalytisch charakterisiert sowie auf ihre Verarbeitbarkeit in Elektroden unterschiedlicher Anwendungsfelder (AF) evaluiert. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung leistungsstarker Perowskit-Nanomaterialien als Anodenmaterial in der alkalischen Elektrolyse (AF2), sowie der Einsatz dieser Materialien in SOEC (AF1) durch kooperierende KMU. Die Verfügbarkeit neuartiger Nanomaterialien für die Verarbeitung in streng geschützten Prozessen bei den KMU versetzt diese in die Lage, effektive Entwicklungsarbeit zu leisten. Insbesondere die Weiterentwickelung von kommerziellen Power-to-Gas Anwendungen birgt großes Potential, neue Geschäftsfelder zu etablieren. Das Vorhaben wird daher das Verständnis der Bildung hochspezifischer Partikel in Sprayflammen im Technikumsmaßstab verbessern und ideale Formulierungen für Anoden in AF 1&2 entwickeln, wodurch für KMU an den strategisch bedeutenden Positionen der Synthese und der Fertigung in der Wertschöpfungskette „Energiespeicherung“ ein nachhaltiger Wettbewerbsvorteil entsteht.

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.