@masterthesis{Thiel2023, type = {Bachelor Thesis}, author = {Thiel, Victor Hubert}, title = {Entwicklung einer lasergesinterten TiOx-Tr{\"a}gerstruktur auf por{\"o}sen Titansubstraten f{\"u}r Anodenkatalysatoren in der PEM-Elektrolyse}, school = {Westf{\"a}lische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen}, pages = {59}, year = {2023}, abstract = {Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Titantr{\"a}gerlage, die anschließend als Supportstruktur f{\"u}r den Anodenkatalysator eines PEM-Elektrolyseurs genutzt werden soll, sowie mit der Parametrisierung der hierf{\"u}r genutzten Lasersinteranlage. Daf{\"u}r wird 1 mg cm-2 unterst{\"o}chiometrisches Titanoxid (TiOx) auf eine por{\"o}se Titantransportschicht gespr{\"u}ht und anschließend mit einem gepulsten Laser in Argonatmosph{\"a}re gesintert, um beide Materialien zu verbinden und die Oberfl{\"a}che gezielt ver{\"a}ndern zu k{\"o}nnen. Da die ben{\"o}tigte Menge des unterst{\"o}chiometrischen TiOx-Pulvers nicht absch{\"a}tzbar war, wurden die Arbeiten mit kommerziell verf{\"u}gbarem Titandioxid-(TiOx) Pulver durchgef{\"u}hrt. Im ersten Schritt wurde ein bestehender Spr{\"u}hprozess optimiert. Der Fokus lag dabei auf einem gleichm{\"a}ßigen Spr{\"u}hergebnis und dem reproduzierbaren Erreichen einer vorgegebenen Beladung. Die Optimierung wurde auf Titanblech und auf por{\"o}sen Titansubstraten durchgef{\"u}hrt. Anschließend wurde das verwendetet Lasersystem, das einen luftgek{\"u}hlten Neodymdotierten Yttrium-Aluminium-Granat (Nd:YAG)-Festk{\"o}rperlaser mit einer Wellenl{\"a}nge von 355 nm nutzt, parametrisiert. Das Erreichen der Bearbeitungsschwelle und die maximalen Spotgr{\"o}ßen bei verschiedenen Diodenstr{\"o}men wurden untersucht. Anschließend wurde die Frequenz erh{\"o}ht, dies f{\"u}hrte zu geringeren Einzelpulsenergien und daher zu neuen Bearbeitungsschwellen bei den unterschiedlichen Diodenstr{\"o}men. Die Variierung des Vorschubs f{\"u}hrt zu einer {\"A}nderung der eingebrachten Energie pro Fl{\"a}che und wirkt sich direkt auf die Sinterdauer aus. Als letztes wurde der Einfluss des Linienabstandes untersucht. Wenn der Linienabstand unterhalb des Wertes gehalten wird, ab dem eine streifenfreie Oberfl{\"a}che entsteht, wirkt die Verkleinerung des Linienabstandes wie die Verringerung des Vorschubs.}, language = {de} } @misc{Reusmann2023, type = {Master Thesis}, author = {Reusmann, Marlene Erika Rita}, title = {Einfluss der Kohlenstofffaser-Graphitisierung und der Verankerung von lasergenerierten/galvanisch abgeschiedenen Elektrokatalysatoren auf die Haltbarkeit von Kohlevlies-Elektroden in Brennstoffzellen und Elektrolyseuren}, school = {Westf{\"a}lische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen}, pages = {96}, year = {2023}, abstract = {Um gr{\"u}nen Wasserstoff effizient als Energietr{\"a}ger nutzen zu k{\"o}nnen, ist die Entwicklung von haltbaren und aktiven Katalysatorschichten f{\"u}r Brennstoffzellen und Elektrolyseuren von {\"a}ußerster Wichtigkeit. Eine große Herausforderung ist, dass konventionelle C/Pt-Katalysatoren eine starke Korrosionsreaktion durchlaufen und mit hohen Kosten verkn{\"u}pft sind. Weswegen alternative Kohlenstofftr{\"a}ger wie Kohlenstoffnanofaser-Materialien entwickelt wurden, welche eine l{\"a}ngere Haltbarkeit aufweisen k{\"o}nnen. In dieser Arbeit wurde die Aufbringung von Pt- und Ir-Nanopartikeln auf gesponnene Kohlenstoffnanofaser-Vliese untersucht. Es wurden erstmals in einer Fl{\"u}ssigkeit laserablatierte Pt-Nanoartikel mit einem PAN-Vlies versponnen oder in einem zweiten Syntheseverfahren auf ein Vlies aufgespr{\"u}ht. Diese Methoden wurden mit der gepulsten galvanischen Abscheidung von Pt auf einem PAN-Vlies verglichen. Die Vliese wurden bez{\"u}glich ihres Graphitisierungsgrades, ihrer Partikelverteilung und ihrer Best{\"a}ndigkeit untersucht, einschließlich des Einflusses der Karbonisierungstemperatur. Die Raman- und XRF-Messungen ergaben eine Erh{\"o}hung des Graphitisierungsgrades und eine Abnahme der PAN-Reste mit dem Anstieg der Karbonisierungstemperatur. Elektrochemische Messungen und REM-Aufnahmen best{\"a}tigten die erfolgreiche Synthese von langzeitstabilen CNF-Vliesen mit einer hohen massenspezifischen aktiven Platinoberfl{\"a}che und einer guten Nanopartikelverteilung. Diese Ergebnisse tragen zur Entwicklung von {\"o}kologischen und {\"o}konomischen Katalysatorschichten bei.}, language = {de} }