Verfahren und Komponenten

Über

Grüner Wasserstoff wird konkurrenzfähig zu anderen Energieträgern, wenn er effizient in großen Mengen herstellt und genutzt werden kann. Dafür müssen Elektrolyseure und andere elektrochemische Geräte günstig und langlebig sein, und mit dynamischen erneuerbaren Stromquellen effizient betrieben werden. Um das zu erreichen, müssen die einzelnen Teile der Zellen und ihre Funktion verstanden und verbessert werden. Dabei ist insbesondere auch das Zusammenspiel der Teile sowie die Wechselwirkung mit den Betriebsbedingungen wichtig. Außerdem bieten neue Verfahrensansätze und Betriebsbedingungen die Möglichkeit, die Elektrolyse effizienter, einfacher und langlebiger zu machen. Daher arbeiten wir daran, diese Aspekte im Detail zu verstehen und zu optimieren, insbesondere für die alkalische, PEM- und AEM-Elektrolyse.

Forschungsthemen

  • Neue elektrochemischer Verfahren auf Zellebene
  • Entwicklung von neuartigen Komponenten, auch in Zusammenarbeit mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie
  • Charakterisierung von neuartigen Komponenten wie Elektroden, Separatoren und Transportschichten in Einzelzellen
  • Entwicklung neuer Charakterisierungsmethoden und spezieller Zellkonstruktionen
  • Stabilität, Degradation, dynamischer Betrieb und beschleunigte Alterungstests elektrochemischer Zellen und deren Komponenten
  • Neue Betriebsweisen wie alternative Wasser- oder Elektrolytzufuhr oder erhöhte Temperaturen
  • Verständnis von Effekten bei der Skalierung auf Shortstacks
  • Kopplung mit erneuerbaren Energien
  • Datenanalyse und Datennutzung über die aktuelle Fragestellung hinaus

Kontakt

Dr. Felix Lohmann-Richters

IEK-14

Gebäude 03.2 / Raum Y111

+49 2461/61-9759

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Veröffentlichungen

A. Glüsen, M. Müller, D. Stolten
Slot-die coating: A new preparation method for direct methanol fuel cells catalyst layers
Journal of Fuel Cell Science and Technology 2013, 10, 044503-044506
DOI 10.1115/1.4024607

A. Glüsen, M. Müller, D. Stolten
The effect of Nafion content on DMFC electrode characteristics
ECS Trans. 2013, 58, 1023-1029
DOI: 10.1149/05801.1023ecst

C. O. Colpan, D. Ouellette, A. Glüsen, M. Müller, D. Stolten
Reduction of methanol crossover in a flowing electrolyte-direct methanol fuel cell
Int. J. Hydrogen Energy 2017, 42, 21530-21545
DOI: 10.1016/j.ijhydene.2017.01.004

A. Glüsen et al.
Dealloyed PtNi-Core-Shell Nanocatalysts Enable Significant Lowering of Pt Electrode Content in Direct Methanol Fuel Cells
ACS Catal. 2019, 9, 3764-3772
DOI: 10.1021/acscatal.8b04883

İ. Bayrak Pehlivan et al.
The climatic response of thermally integrated photovoltaic-electrolysis water splitting using Si and CIGS combined with acidic and alkaline electrolysis
Sustain. Energy Fuels 2020, 4, 6011-6022
DOI: 10.1039/d0se01207f

A. Glüsen, M. Müller, D. Stolten
45% Cell Efficiency in DMFCs via Process Engineering
Fuel Cells 2020, 20, 507-514
DOI: 10.1002/fuce.201900234

F. P. Lohmann-Richters, M. Müller, M. Carmo
Communication - Layered Double Hydroxide as Intermediate-Temperature Electrolyte for Efficient Water Splitting
J. Electrochem. Soc. 2020, 167, 084512
DOI: 10.1149/1945-7111/ab8e80

S. Polani et al.
Size dependent oxygen reduction and methanol oxidation reactions: Catalytic activities of PtCu octahedral nanocrystals
Catal. Sci. Technol. 2020, 10, 5501-5512
DOI: 10.1039/d0cy00772b

F. P. Lohmann-Richters, S. Renz, W. Lehnert, M. Müller, M. Carmo
Review—Challenges and opportunities for increased current density in alkaline electrolysis by increasing the operating temperature
J. Electrochem. Soc. 2021, 168, 114501
DOI: 10.1149/1945-7111/ac34cc

Y. Na, P. Khadke, A. Glüsen, N. Kimiaie, M. Müller, U. Krewer
A robust methanol concentration sensing technique in direct methanol fuel cells and stacks using cell dynamics
Int. J. Hydrogen Energy 2021, 47, 6237 - 6246
DOI: 10.1016/j.ijhydene.2021.11.249

C. Karacan et al.
Challenges and important considerations when benchmarking single-cell alkaline electrolyzers
Int. J. Hydrogen Energy 2022, 47, 4294-4303
DOI: 10.1016/j.ijhydene.2021.11.068

O. Boström, S.-Y. Choi, L. Xia, S. Meital, F. Lohmann-Richters, P. Jannasch
Alkali-stable polybenzimidazole anion exchange membranes tethered with N,N-dimethylpiperidinium cations for dilute aqueous KOH fed water electrolyzers
J. Mater. Chem. A 2023, 11, 21170-21182
DOI: 10.1039/d3ta03216g

A. Hodges et al.
Critical Analysis of Published Physical Property Data for Aqueous Potassium Hydroxide. Collation into Detailed Models for Alkaline Electrolysis
J. Chem. Eng. Data 2023, 68, 1485-1506
DOI: 10.1021/acs.jced.3c00040

A. Karaca et al.
Self-Standing, Ultrasonic Spray-Deposited Membranes for Fuel Cells
Membranes 2023, 13, 522
DOI: 10.3390/membranes13050522

A. Karaca et al.
Oxygen Reduction at PtNi Alloys in Direct Methanol Fuel Cells—Electrode Development and Characterization
Energies 2023, 16, 1115
DOI: 10.3390/en16031115

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Letzte Änderung: 17.02.2025