Neuigkeiten zum FGD-Forschungsprojekts „3D-KAT"

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Die Reduzierung des Platingehaltes ist eine der wesentlichen Herausforderungen für den wirtschaftlichen Erfolg der Brennstoffzellentechnologie.

Der Inkjet-Druck kann als potenziell aussichtsreicher Prozessschritt in der Herstellung von PEM-Brennstoffzellen (PEM = Proton Exchange Membran) verwendet werden. Das öffentlich geförderte Forschungsprojekt am Zentrum für Brennstoffzellen Technik (ZBT) der TU Chemnitz hat das Ziel, der Bedarfsreduzierung des Platins durch eine ideal mittel Inkjet-Druck gestaltete Katalysatorschicht.

In der Webkonferenz des projektbegleitenden Ausschusses am 7. Mai 2020 wurde der aktuelle Stand des Forschungsprojektes durch die beiden beteiligten Forschungsinstitute vorgestellt.

Es wurde eine Tinte identifiziert und optimiert, mit der strukturierte Katalysatorschichten realisiert werden können. Die Performanz der homogenen Inkjet- Kathodenkatalysatorschicht ist gleichwertig mit ultraschallgesprühten Referenzen. Nach Optimierung des Druckes und Reduzierung der Linienbreite konnten strukturierte Kathoden auf Membranen herstellt werden und Proben mit unterschiedlichen Gradienten an Platinkatalysatoren realisiert werden. Porositätsmessungen der gedruckten Proben am ZBT zeigen, dass die Porosität durch die Variation des Ionomer/ Kohlenstoff (I/C)-Verhältnis beeinflusst wird.

Ein steigendes Verhältnis sorgt für eine Abnahme der Porosität. Ebenfalls fanden Schichtdickenmessungen am ZBT sowie Untersuchungen der Platin-Massenbeladung statt.
In nächster Zeit sollen ionomergradierte homogene Katalysatorschichten und Platin-gradierte homogene Katalysatorschichten sowie gradierte strukturierte Kathoden mittels Inkjet-Druckes hergestellt werden. Die Druckversuche sollen durch CFD-Simulationen unterstützt werden.

Das nächste Treffen des projektbegleitenden Ausschusses findet im Oktober bei Heraeus statt.