Edelmetallfreie Elektrokatalysatoren für regenerative alkalische Brennstoffzellen

Brennstoffzellen werden für verschiedene Anwendungen in den Bereichen der mobilen, tragbaren und stationären Anwendungen zur emissionsfreien, effizienten und nachhaltigen Erzeugung von elektrischer eingesetzt. Regenerative Brennstoffzellen (RFCs) können im Elektrolysebetrieb Wasserstoff und Sauerstoff erzeugen und damit elektrische Energie effizient speichern. Alkalische Medien ermöglichen den Einsatz von Nichtedelmetallen wie Ni, Fe und Co. Für die Entwicklung neuartiger Katalysatoren für RFC-Systeme, sind ein breites Wissen über die Synthese- und Herstellungsmethoden, die Struktur der Nanopartikelkatalysatoren und die ablaufenden elektrochemischen Reaktionen notwendig. Dieses Projekt untersucht die Synthese und Charakterisierung kostengünstiger Materialien zur Wasserstoffentwicklung (HER) und Sauerstoffreduktion (ORR) für die Brennstoffzelle und auch den Elektrolysebetrieb. Kombinierte Katalysatoren mit Kohlenstoff als Katalysatorträger werden zur Minimierung der Überpotentiale der HER untersucht. Gleichzeitig wird die ORR-Reaktivität von Übergangsmetallen (Fe, Co, Ni usw.) untersucht. Im Rahmen der Zusammenarbeit des Instituts für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik (CEET) der Technischen Universität Graz und des Instituts für Milieux und Matriaux de Poitiers (IC2MP) an der Universit de Poitiers werden hochaktive Nicht-Edelmetallkatalysatoren entwickelt, getestet und charakterisiert mit dem Ziel die Reaktionskinetik sowie der Haltbarkeit und Stabilität unter realen Bedingungen zu verbessern.