Einfluss der Prozessierung und Gestaltung von Katalysatordispersionen auf die Reversal-Toleranz von PEMFC Anoden

Aylar, Kerem (2023): Einfluss der Prozessierung und Gestaltung von Katalysatordispersionen auf die Reversal-Toleranz von PEMFC Anoden. Dissertation, LMU München: Fakultät für Chemie und Pharmazie

Abstract

Im Normalbetrieb der Brennstoffzelle wird Wasserstoff auf der Oberfläche des HOR-Katalysator beim Standardpotential von 0 V gespalten und liefert so die Protonen für die Rekombination mit Sauerstoff zu Wasser auf der Kathodenseite. Im Reversal-Betrieb kann dagegen die Kohlenstoffkorrosion, oder die thermodynamisch erschwerte Elektrolysereaktion von Wasser zu Protonen und Sauerstoff ablaufen. Diese hat im Vergleich zu der Kohlenstoffkorrosion keine Material- und Zellschädigung zur Folge. Zur Limitierung des Potentialanstiegs und der Materialdegradation durch Kohlenstoffkorrosion kann die Zelle ihren Bedarf durch die Elektrolyse von Wasser decken, welche mittels Einsatzes von OER-Katalysatoren thermodynamisch begünstigt wird. Im Rahmen dieser Arbeit sollen die Einflüsse durch Prozessierung und Anpassungen des Ionomer-Gehalts auf die Stabilität der Anode hinsichtlich ihrer Toleranz gegen Wasserstoffverarmung (Reversal-Betrieb) untersucht werden. Die durch seriennahe Prozesse gefertigten Anoden sollen mittels elektrochemischer Beanspruchung in RDE- und Einzelzelltests, sowie durch diverse Ex Situ Charakterisierungsmethoden bewertet werden. Im Zentrum der Arbeit steht die Korrelation der Prozessierung und des Ionomer-Gehaltes der Anoden zur Reversal-Toleranz, wobei die Optimierung des Wassermanagements der Anodenelektrode die initiale Absicht widerspiegelt.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: PEMFC, Brennstoffzelle, Reversal Toleranz, Elektrolysereaktion
• Themengebiete: 500 Naturwissenschaften und Mathematik ; 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
• Fakultäten: Fakultät für Chemie und Pharmazie
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 15. Februar 2023
• 1. Bericht­erstatter:in: Karaghiosoff, Konstantin