{"id":149400,"date":"2024-08-15T07:20:00","date_gmt":"2024-08-15T05:20:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=149400"},"modified":"2024-08-13T13:28:40","modified_gmt":"2024-08-13T11:28:40","slug":"making-pem-electrolysis-cost-efficient-and-scalable-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/making-pem-electrolysis-cost-efficient-and-scalable-2\/","title":{"rendered":"PEM-Elektrolyse kosteneffizient und skalierbar machen"},"content":{"rendered":"\n\n
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\"Die
Die Forschenden von Fraunhofer UMSICHT und Ruhr-Universit\u00e4t Bochum haben herausgefunden: Bipolarplatten auf Kohlenstoffbasis haben das Potenzial, Bipolarplatten aus Titan im Elektrolyse-Stack zu ersetzen. \u00a9 Fraunhofer UMSICHT<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Die Proton-Exchange-Membran-Elektrolyse gilt als vielversprechendster Weg zu gr\u00fcnem Wasserstoff. Allerdings ist sie momentan noch wenig wirtschaftlich. Ein Grund: Eine ihrer Schl\u00fcsselkomponenten \u2013 die Bipolarplatte \u2013 besteht in der Regel aus Titan. Das Metall \u00fcberzeugt durch seine Korrosionsbest\u00e4ndigkeit bei der Elektrolyse, ist aber aufgrund aufwendiger Gewinnung und Verarbeitung teurer als andere Metalle. Dass Bipolarplatten auf Kohlenstoffbasis eine kosteneffizientere und zugleich skalierbare Alternative sein k\u00f6nnen, haben Forschende des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT und der Ruhr-Universit\u00e4t Bochum herausgefunden.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Im Fokus ihrer Untersuchungen stand eine neue kohlenstoffbasierte Bipolarplatte \u2013 entwickelt und patentiert bei Fraunhofer UMSICHT. Sie besteht aus einer thermoplastischen polymergebundenen Kohlenstoffmatrix mit leitf\u00e4higen Additiven wie Ru\u00df und Graphit und wird in einem Pulver-zu-Rolle-Verfahren hergestellt. Material und Produktionsprozess erm\u00f6glichen die kontinuierliche Fertigung einer Bipolarplatte, die sowohl leicht zu bearbeiten als auch verschwei\u00dfbar ist und bereits kommerzielle Anwendung im Bereich der Redox-Flow-Batterien findet.<\/p>\n\n\n

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\"Momentan
Momentan werden die Kosten f\u00fcr Stack-Komponenten von Bipolarplatten dominiert, da mit Blick auf die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit h\u00e4ufig Titanwerkstoffe genutzt werden m\u00fcssen. \u00a9 Fraunhofer UMSICHT<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Diese Bipolarplatte und eine Bipolarplatte aus Titan haben die Forschenden umfassenden Ex-situ-und In-situ-Tests unterzogen. Bei den Ex-situ-Untersuchungen f\u00fchrten sie elektrochemische Korrosionsstudien durch, analysierten dann die Korrosion in Rasterelektronenmikroskop-Bildern und ma\u00dfen den Gewichtsverlust der Bipolarplatte auf Kohlenstoffbasis, um die Eignung f\u00fcr reale Anwendungen und die Wahl der Parameter zu bewerten. Bei den In-situ-Tests wurden die Bipolarplatten \u00fcber 500 Stunden lang beschleunigten Alterungstests mit wechselnden Stromdichten zwischen 1 und 3 A cm-2 ausgesetzt.<\/p>\n\n\n\n

Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter dem Titel \u00bbBipolar Plates in PEM Water Electrolysis: Bust or Must?\u00ab in der Zeitschrift \u00bbAdvanced Energy Materials\u00ab ver\u00f6ffentlicht. Im Kern haben sie herausgefunden, dass die Bipolarplatte auf Kohlenstoffbasis eine Alterungsrate im niedrigen Bereich von \u00b5V h-1 hat und damit eine vielversprechende Leistung zeigt. Damit kann sie durchaus mit Titan-Bipolarplatten konkurrieren und stellt eine wesentlich kosteng\u00fcnstigere Alternative dar. Ein weiterer Vorteil: Aufgrund ihrer Materialeigenschaften wie der Verschwei\u00dfbarkeit erm\u00f6glicht sie ganz neue Designs f\u00fcr PEM-Elektrolyseure. Das Potenzial, Titan-Bipolarplatten im PEM-Elektrolyse-Stack zu ersetzen und die Elektrolyse gleichzeitig skalierbar zu machen ist also definitiv vorhanden. Jetzt gilt es, das neue Material weiter zu untersuchen und ggfs. zu optimieren, um die Kosten der Elektrolyse weiter zu senken und dadurch die Produktion von gr\u00fcnem Wasserstoff wirtschaftlicher zu gestalten.<\/p>\n\n\n\n

Originalver\u00f6ffentlichung<\/h3>\n\n\n\n

Leonard Messing, Kevinjeorjios Pellumbi, Lucas Hoof, Niklas Imming, Steffen Wilbers, Lukas Kopietz, Michael Joemann, Anna Grev\u00e9, Kai junge Puring, Ulf-Peter Apfel: Carbon Bipolar Plates in PEM Water Electrolysis: Bust or Must?, in: Advanced Energy Materials. https:\/\/s.fhg.de\/u87<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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