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Neuartige Konzepte für ein kontrolliertes 3D-Design poröser Gasdiffusionselektroden

多孔气体扩散电极受控 3D 设计的新概念

基本信息

批准号：
156959796
负责人：
Professor Dr. Michael Bron
金额：
--
依托单位：
Arbeitsbereich Technische Chemie und Makromolekulare Chemie
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2010
资助国家：
德国
起止时间：
2009-12-31 至 2015-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/156959796?language=en
关键词：
Neuartige Konzepte ein kontrolliertes 3D

项目摘要

Poröse Gasdiffusionselektroden werden in vielen elektrochemischen Systemen verwendet, unter anderem in Niedertemperaturbrennstoffzellen und Membranelektrolyseuren. Eine ideale Elektrodenstruktur für entsprechende Anwendungen verbindet eine verbesserte Zugänglichkeit der aktiven Metallzentren mit einem guten Kontakt zwischen den ionen- und elektronenleitenden Bestandteilen. Die Optimierung dieser Parameter spielt eine wichtige Rolle für die signifikante Verbesserung sowohl der Leistungsfähigkeit als auch der Lebensdauer solcher Elektroden. Bislang konzentrieren sich die meisten Designstrategien auf die Optimierung des Katalysators. Nur wenige Konzepte befassen sich mit der kontrollierten Herstellung und gezielten Verbesserung poröser Gasdiffusionselektroden, obwohl gerade in diesem Bereich angesiedelte Projekte zu signifikanten Leistungssteigerungen sowie einer entscheidenden Kostenreduktion führen können. Im vorgestellten Projekt sollen zwei verschiedene Wege beschritten werden; zum einen sollen neuartige Materialien eingesetzt werden, die gezielt protonenleitende und elektronenleitende Eigenschaften in einer hybriden Struktur miteinander verbinden. Dabei ist es vor allem wichtig, durch interdisziplinäre Zusammenarbeiten unkonventionelle neue Ansätze zu wählen, welche die bisher gängige Sandwich- Struktur der Membran-Elektroden-Einheit durchbrechen und potentiell ablösen können. Als ein Beispiel dafür sei die Verwendung 1-dimensionaler Trägermaterialien in einer horizontalen Schichtstruktur genannt. Zum anderen soll über die gezielte vertikale Vernetzung eine systematische 3D-Strukturierung erreicht werden, was zu einer völlig neuen Porenstruktur und Porenverteilung in den Elektroden beiträgt. Eine Kombination beider Strategien ist ebenfalls denkbar und könnte neben Brennstoffzellen und Membranelektrolyseuren in abgewandelter Form auch in anderen energie-relevanten Systemen Anwendung finden.

Poröse气体扩散电解是在低温电解系统中进行的，在低温电解系统和膜电解系统中进行的。明信片ideale Elektrodenstruktur毛皮entsprechende Anwendungen verbindet一张verbesserte Zuganglichkeit der aktiven Metallzentren麻省理工学院einem好Kontakt来窝ionen——elektronenleitenden Bestandteilen。Die Optimierung dieser参数spielt eine whichtige Rolle f<e:1> r Die signante Verbesserung sowohl der Leistungsfähigkeit als auch der Lebensdauer solcher Elektroden。本文主要研究了催化剂优化设计策略的研究进展。Nur wenige Konzepte befassen smit der controlcontrollierten Herstellung and gezielten Verbesserung poröser气体扩散selektroden， obr gerade in diesem Bereich angesiedelte project jekte zusignerten Leistungssteigerungen sowie enscheidenden Kostenreduktion f<s:1> hren können。imvorgestellten project sollen zwei verschiedene Wege（缩写为werden）；材料、质子、电子、杂化的本征特征、结构和电子的本征特征、结构和电子的本征特征。Dabei ist es vorallem wictig, durch interdisziplinäre zusammenarbeen unkoniconelle neue Ansätze zu wählen， welche die bisher gängige Sandwich- strucktur der膜- elektroden - einheit durchbrechen and potentiell ablösen können。alin Beispiel dafafr sei die Verwendung 1-dimensionaler Trägermaterialien in iner horizontalen schichtstruckturgenant。Zum anderen soll ber die gezielte vertikale Vernetzung eine systematische 3d - struckturiung erreicht werden，是zueiner völlig neuen porenstruckturr and Porenverteilung in den Elektroden beiträgt。[2] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1]