Niedertemperatur-Elektrolyse (VEL & EEL)
Die Niedertemperatur-Elektrolyse (z.B. die alkalische oder die PEM Wasserelektrolyse) ermöglicht eine leistungsstarke kompakte Wasserstoffproduktion, die mit geeigneten Speichersystemen kombiniert werden kann. Dieses Verfahren stellt eine Schlüsseltechnologie dar, die zur Realisierung einer umweltfreundlichen, zuverlässigen und erschwinglichen Energieversorgung für die Zukunft beiträgt.
In der alkalischen Wasserelektrolyse wird Kaliumhydroxid als Elektrolytlösung verwendet. Weiterhin wird beim Katalysatormaterial auf die Verwendung von Edelmetallen verzichtet. Die PEM-Elektrolyse nutzt dagegen eine protonenleitende Membran als Elektrolyten und ihre Systemkonfiguration ist vergleichsweise einfach aufgebaut.
Die Wissenschaftler der Abteilungen Elektrochemie Elektrolyse (EEL) und Verfahrenstechnik Elektrolyse (VEL) untersuchen die Elektrolysetechnologie auf unterschiedlichen Entwicklungsstufen und Systemgrößen. Dazu gehören Forschung und Entwicklung an der alkalischen Elektrolyse, der PEM Elektrolyse und der alkalischen PEM Elektrolyse. Im Mittelpunkt aller Aktivitäten stehen die Effizienzsteigerung und die Verbesserung der Langzeitstabilität der eingesetzten Komponenten. Die nachfolgenden Kompetenzen bieten den Schlüssel zur Weiterentwicklung und werden innerhalb der Abteilungen angewendet.
Funktionale Schichtsysteme
Wir entwickeln und fertigen technische Elektroden mit innovativen Katalysatoren und Ionomeren für verschiedene Anwendungen. Unsere Expertise umfasst dynamisch-mechanische Analysen, Messungen der elektronischen Schichtleitfähigkeit sowie die Entwicklung automatisierter Teststände für elektrochemische Prüfungen. Zudem führen wir Langzeituntersuchungen von Wasserelektrolyse-Zellen durch und integrieren unsere Ergebnisse in techno-ökonomische Modelle zur Optimierung von Entwicklungspfaden.
MEA-Fertigungstechnik
Unser Fokus liegt auf der Entwicklung skalierbarer Methoden zur Herstellung effizienter MEAs für einen sicheren Stack-Betrieb. Die physikalisch-chemischen Prozesse innerhalb der MEA müssen gut angepasst werden, indem die für die MEA-Herstellung verwendeten Materialien und Produktionsprozesse optimiert werden. Die verschiedenen Prozessschritte werden im Labormaßstab entwickelt und optimiert und später auf den Technikumsmaßstab hochskaliert.
Stacks und Systeme
Wir entwickeln und testen Komponenten, Zellen, Stacks und Systeme für die Niedertemperatur-Wasserelektrolyse. Hierbei werden Werkzeuge der Modellierung (Strömung, Elektrochemie und Mechanik) und Teststände zur Kurz- und Langzeitcharakterisierung eingesetzt. Die Arbeiten adressieren die PEM-, AEL- und AEM- Elektrolyse.
Verfahren und Komponenten
Wir entwickeln und charakterisieren neue Komponenten und elektrochemische Verfahren auf der Einzelzellskala. Hierfür entwickeln wir neue Charakterisierungsmethoden und Zellkonstruktionen. Besonderer Fokus liegt auf neuen Betriebsweisen und dem dynamischen Betrieb mit erneuerbaren Energien.
Team EEL & VEL
Abteilungsleiter
Verfahrenstechnik Elektrolyse Dr. Martin Müller
Elektrochemie Elektrolyse Prof. Anna Mechler
