AiF-FV-Nummer 22618

Entwicklung einer Feststoffsäure-Brennstoffzelle mit Magneli-geträgerter, oxidationsresistenter Kathode für kombinierte Methanol-Reformer-Brennstoffzellen-Systeme


Status & Laufzeit

Laufend: 01.09.2022 bis 31.08.2024

Forschungsstellen

Zusammenfassung

Grüne Kraftstoffe, die aus erneuerbaren Energien hergestellt werden, können zur Reduzierung von Treibhausgasen beitragen. Grüner Ammoniak kann aus leicht zugänglichen Luftstickstoff erzeugt werden und ist zudem kohlenstofffrei. Er kann leicht in Wasserstoff rückgewandelt und in Brennstoffzellensystemen eingesetzt werden. In den letzten Jahren hat sich die Katalysatorentwicklung für das Ammoniak-Cracking auf den niedrigen Temperaturbereich fokussiert. Im beantragten Projekt soll eine Feststoffsäure-Brennstoffzelle mit oxidationsresistenter Kathode für den nachfolgenden Einsatz in kombinierten Ammoniak-Cracker- Brennstoffzellen-Systeme entwickelt werden. Anstelle des üblichen korrosionsanfälligen Kohlenstoffträgers wird in den Elektroden ein Hybridmaterial aus Metalloxid mit Magneli-Struktur als Träger für den Platin-Katalysator eingesetzt. Die Elektrodenmaterialien werden mittels eines kostengünstigen Plasma-in-Liquid Verfahrens synthetisiert und eine angepasste Suspension für den nachfolgenden Sprühprozess entwickelt. Weitere Arbeiten fokussieren ein neues Dichtungsverfahren mit Eignung für die oxidativen und reduzierenden Bedingungen bei hohen Betriebstemperaturen. Zur Steigerung der Leistungsdichte wird ein Feinflowfield für die Bipolarplatte entwickelt. Die SAFC mit Festsäurebrennstoffzelle mit Magneliphasen geträgerter, oxidationsresistenter Kathode ist für Betrieb mit Ammoniak-Crackern, aber auch mit Methanolreformern geeignet, wobei eine größere Brennstoff-Flexibilität und Marktpotential verbunden mit einem größeren Portfolio an Einsatzmöglichkeit gegeben ist. Für den Transfer in die Wirtschaft kann die Membran für den Brennstoffzellentyp der Festsäure-Brennstoffzelle mit geringem Investitionsaufwand von interessierten KMUs in kleinen Stückzahlen angefertigt werden.

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.