Wasserstoff-Technologien

Die in Elektrolyseuren und Brennstoffzellen eingesetzten Polymerelektrolytmembranen (PEM) bestehen aus Ionomerwerkstoffen, bei denen saure oder basische Funktionalitäten den Ionentransport durch das Material bestimmen. Unsere Spezialität ist die Einführung einer zusätzlichen anorganischen Phase in das Ionomer, um die chemische, mechanische und thermische Stabilität zu erhöhen und die Barrierefunktion für andere Substanzen zu erhöhen.

Wir haben verschiedene Teststände aufgebaut, um den Cross-over von Ionomermembranen, z. B. von Gasen wie Wasserstoff oder auch von Ethanol, in einem weiten Prozessfenster zu untersuchen.

Optimierung der Grenzfläche zwischen Ionomermembran und Elektroden

Unter anderem für Alkohol-Brennstoffzellen haben wir ein wässriges Bindemittelsystem auf sPEEK-Basis (sulfonated poly[ether ether ketone]) entwickelt, um die Kompatibilität dieser Schichten zu optimieren und die Schichten mittels Siebdrucktechnik zu applizieren. Die Anforderungen an diese Schichten reichen dabei von einer geeigneten Porosität für die Zuführung und Entfernung von Reaktanten bis hin zu einem geringen elektrischen Widerstand.

1. Roelofs, K. S., Hirth, T., & Schiestel, T. (2010). Sulfonated poly(ether ether ketone)-based silica nanocomposite membranes for direct ethanol fuel cells. Journal of Membrane Science, 346(1), 215-226. doi:https://doi.org/10.1016/j.memsci.2009.09.041
2. Roelofs, K. S., Hirth, T., & Schiestel, T. (2011). Dihydrogenimidazole modified silica-sulfonated poly(ether ether ketone) hybrid materials as electrolyte membranes for direct ethanol fuel cells. Materials Science and Engineering: B, 176(9), 727-735. doi:https://doi.org/10.1016/j.mseb.2011.02.029.
3. C. Cremers, F. Jung, B. Kintzel, K.S. Roelofs, T. Schiestel, J. Tübke, Development of Direct Ethanol Fuel Cell Membrane Electrode Assemblies Using Sulfonated Polyetheretherketone Mixed-Matrix Membranes, ECS Trans., 25 (1), 2009, 1685.