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Ausschreibender Bereich: IEK-3 - Elektrochemische Verfahrenstechnik
Kennziffer: 2019M-021, Chemie, Verfahrenstechnik, Physik, Chemieingenieurwesen

Masterarbeit: Untersuchung neuartiger Kathodenkatalysatoren für Brennstoffzellen

Beginn der Arbeit: nach Vereinbarung

Aufgabengebiet
Direktmethanol-Brennstoffzellen (DMFC) haben durch Nutzung des flüssigen Brennstoffs Methanol den Vorteil hohe Energiedichten bei einfacher Kraftstoffnachfüllung zu erreichen. Die Leistungsfähigkeit von DMFCs wird jedoch durch die langsame Oxidation des Methanols beeinträchtigt. Da stets eine gewisse Menge Methanol zur Kathode übertritt, trifft dies in geringerem Maße auch für die Kathode zu. Um dem zu begegnen, wird eine hohe Belegung mit platinhaltigem Katalysator benötigt, was die Investitionskosten der DMFC erhöht. Dieses Problem wird versucht durch den gezielten Einsatz neuartiger Katalysatoren zu umgehen.

Aufgabenbeschreibung
Im Rahmen der Arbeit sollen diverse Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) mit unterschiedlichen Kathodenkatalysatoren untersucht werden. Dabei stammen die Katalysatoren von externen Projektpartnern und werden im Forschungszentrum zu MEAs verarbeitet. Anschließend sollen sie auf ihre Fähigkeit, die Methanoloxidation an der Kathode zu katalysieren, untersucht werden. Dabei werden unterschiedliche Verarbeitungstechniken verwendet. Die im Institut hergestellten MEAs sollen in bestehenden Testständen bei verschiedenen Betriebszuständen charakterisiert werden, indem Kathodenabgase mit Hilfe spektroskopischer Methoden (vorrangig IR) auf die Abbauprodukte des Methanols untersucht werden. Durch diese Messungen soll auf die Methanolpermeation von der Anode auf die Kathode geschlossen und Berechnungen zu Wirkungsgraden durchgeführt werden.

Anforderungen
Die Arbeit ist als Masterarbeit konzipiert. Eventuell ist eine Durchführung als Bachelorarbeit in verringerter wissenschaftlicher Tiefe möglich. Im Rahmen der Arbeit soll ein bestehendes Messsystem auf verschiedene Abbauprodukte des Methanols kalibriert und erste Testmessungen sollen durchgeführt werden, um kommerzielle mit neuartigen Katalysatoren vergleichen zu können. Die Arbeit ist daher besonders für Studiernde der Chemie, Verfahrenstechnik, Physik, des Chemieingenieurwesens oder für Bewerber (w/m/d) mit ähnlichen Qualifikationen geeignet.

Ansprechpartner
Dr. Andreas Glüsen
Institut für Energie- und Klimaforschung - Elektrochemische Verfahrenstechnik (IEK-3)
Forschungszentrum Jülich

Internet: http://www.fz-juelich.de/iek/iek-3
Telefon: +49-2461-61 5171
E-Mail: a.gluesen@fz-juelich.de

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