Hochleistungskatalysatoren und verbesserte Herstellungsverfahren für die nächste Generation von Polymerelektrolytmembran-Wasserelektrolyseuren

Ziel von HoKaWe ist es, einen Sprung im Design und in der Herstellung von Hochleistungskatalysatoren und neuen Polymeren für die Katalysatorschichten in der Polymerelektrolytmembran-Wasserelektrolyse (PEMWE) zu erreichen. Die neuen Katalysatoren sollen höhere Konversionseffizienzen bei geringeren Kosten und höheren Lebensdauern ermöglichen. Um eine schnelle Markteinführung der neuen Katalysatoren und Polymere zu ermöglichen, werden in HoKaWe Herstellungsverfahren bis in den Pilotmaßstab hinein entwickelt. Zudem werden neue, vom HI ERN entwickelte hochdurchsatztaugliche Fertigungsverfahren für die Herstellung von Katalysatorschichten untersucht und mit Blick auf eine großskalige Anwendung bewertet. Durch die Materialherstellung im Pilotmaßstab und die Entwicklung hochdurchsatztauglicher Fertigungsverfahren werden somit zentrale Herausforderungen für eine baldige Marktdurchdringung von PEMWEs im GW-Maßstab in Angriff genommen.
Zur Steigerung des fundamentalen Verständnisses und der gezielten Weiterentwicklung der MEAs werden die elektrochemischen Daten mit den Strukturparametern, mithilfe von ex-situ Methoden (Umicore, 3M, HI ERN), in einem phänomenologischen 5-Schichten Modell vereint. Somit findet in HoKaWe eine vollständige Bewertung der neuen Katalysatoren bis hin zu Langzeitstudien in Einzelzelltests statt. Die generelle Funktion der in diesem Projekt untersuchten Katalysatormaterialien konnte in einer Laborumgebung bereits nachgewiesen werden (TRL 3). Als Ziel des Projekts ist eine funktionierende Pilotanlage für die Katalysatorherstellung, die für das Betriebsumfeld PEMWE getestet wird (TRL 6).