Einfluss der Kohlenstofffaser-Graphitisierung und der Verankerung von lasergenerierten/galvanisch abgeschiedenen Elektrokatalysatoren auf die Haltbarkeit von Kohlevlies-Elektroden in Brennstoffzellen und Elektrolyseuren
- Um grünen Wasserstoff effizient als Energieträger nutzen zu können, ist die Entwicklung von haltbaren und aktiven Katalysatorschichten für Brennstoffzellen und Elektrolyseuren von äußerster Wichtigkeit. Eine große Herausforderung ist, dass konventionelle C/Pt-Katalysatoren eine starke Korrosionsreaktion durchlaufen und mit hohen Kosten verknüpft sind. Weswegen alternative Kohlenstoffträger wie Kohlenstoffnanofaser-Materialien entwickelt wurden, welche eine längere Haltbarkeit aufweisen können. In dieser Arbeit wurde die Aufbringung von Pt- und Ir-Nanopartikeln auf gesponnene Kohlenstoffnanofaser-Vliese untersucht. Es wurden erstmals in einer Flüssigkeit laserablatierte Pt-Nanoartikel mit einem PAN-Vlies versponnen oder in einem zweiten Syntheseverfahren auf ein Vlies aufgesprüht. Diese Methoden wurden mit der gepulsten galvanischen Abscheidung von Pt auf einem PAN-Vlies verglichen. Die Vliese wurden bezüglich ihres Graphitisierungsgrades, ihrer Partikelverteilung und ihrer Beständigkeit untersucht, einschließlich des Einflusses der Karbonisierungstemperatur. Die Raman- und XRF-Messungen ergaben eine Erhöhung des Graphitisierungsgrades und eine Abnahme der PAN-Reste mit dem Anstieg der Karbonisierungstemperatur. Elektrochemische Messungen und REM-Aufnahmen bestätigten die erfolgreiche Synthese von langzeitstabilen CNF-Vliesen mit einer hohen massenspezifischen aktiven Platinoberfläche und einer guten Nanopartikelverteilung. Diese Ergebnisse tragen zur Entwicklung von ökologischen und ökonomischen Katalysatorschichten bei.
| Author: | Marlene Erika Rita Reusmann |
|---|---|
| Contributor(s): | Pit Yannick Podleschny |
| Referee: | Stephan Barcikowski, Michael BrodmannORCiD |
| Advisor: | Swen Zerebecki |
| Document Type: | Master's Thesis |
| Language: | German |
| Date of Publication (online): | 2023/11/16 |
| Date of first Publication: | 2023/11/16 |
| Publishing Institution: | Westfälische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen |
| Granting Institution: | Universität Duisburg-Essen |
| Date of final exam: | 2023/12/12 |
| Contributing Corporation: | HYDROGENEA GmbH |
| Release Date: | 2024/09/18 |
| Tag: | Brennstoffzellen; Elektrokatalysator; Graphitisierung; Kohlevlies |
| Page Number: | 96 |
| Institutes: | Institute / Westfälisches Energieinstitut |
| Licence (German): |


