CD-Labor for Grenzflächen in metallgestützten elektrochemischen Energiewandlern

Metallgestützte Brennstoffzellen sind hocheffizient, stabil und kostengünstig herzustellen. Im CD-Labor wird die Optimierung ihrer Leistungskennwerte und Lebensdauer durch Entwicklung, Herstellung und Charakterisierung neuer Elektrodenwerkstoffe erforscht.

Metallgestützte Festelektrolyt-Brennstoffzellen bieten im Vergleich zu den bereits etablierten keramikgestützten Brennstoffzellen spezifische Vorteile. Sie sind kostengünstiger herzustellen und weisen eine erhöhte mechanische Stabilität und Maßhaltigkeit auf. Ihre technische Entwicklung ist jedoch noch nicht vollends ausgereift. So bieten die elektrochemischen Leistungskennwerte der metallgestützten Brennstoffzelle das Potential weiterer Verbesserung und ihre Lebensdauer ist aufgrund von spezifischen, nicht vollständig geklärten Alterungs- und Grenzflächenphänomenen noch zu gering. Das CD-Labor "Grenzflächen in metallgestützten elektrochemischen Energiewandlern" greift in seinem Forschungs- und Entwicklungskonzept die wesentlichen Herausforderungen dieser Technologie auf.

Der Fokus des CD-Labors liegt dabei auf der Entwicklung und der Herstellung neuer Elektrodenwerkstoffe. Neben einer Optimierung des Processings sollen die Elektroden systematisch unter anwendungsnahen Bedingungen charakterisiert werden, um Degradations- und Grenzflächenphänomene aufzuklären. Als Ergebnis werden belastbare Rückschlüsse auf die Elektrodenkinetik und Defektchemie der elektrochemisch aktiven Funktionsschichten innerhalb der Brennstoffzellen, sowie der Stabilität bzw. Reaktivität an den Elektrode/Elektrolyt-Grenzflächen erwartet. Basierend auf dem grundlegenden Verständnis der Elektrochemie an den Grenzflächen soll eine zielgerichtete Verbesserung der metallgestützten Brennstoffzelle erreicht werden.

Die Erkenntnisse können auch auf andere elektrochemische Energiewandler, wie z.B. Festelektrolyt-Elektrolysezellen, Gastrennmembranen oder Festelektrolyt-Batterien übertragen werden. Es wird somit ein wichtiger Beitrag für die industrielle Umsetzung dieser Technologie geleistet.