Polymerelektrolyt Brennstroffzellen mit H2 oder Methanol

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: 38468

Schlüsselwörter (Deutsch)

TP0076;F-Brennstoffzellen

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Polymerelektrolyt Brennstroffzellen mit H2 oder Methanol

Schlussbericht (Deutsch)

Dieses Projekt beschäftigte sich mit zwei Schwerpunkten zur Weiterentwicklung von Polymerelektrolyt Brennstoffzellen. Im ersten Teil werden spezifische materialwissenschaftliche Aspekte dieser Technologie und deren erzielte Fortschritte innerhalb dieses Projekts behandelt, nämlich (i) der grundlegenden Elektrochemie von Platin in Kontakt zu einem Festelektrolyten, mit den Aspekten der Platinabreicherung zur kosten-günstigeren Gestaltung von Membran-Elektroden-Einheiten und deren Charakterisierung im Hinblick auf deren Alterung, und (ii) der Entwicklung von Platin freien oder Platin armen Katalysatoren für die Sauerstoffreduktion auf der Basis von Oxiden. (iii) Die Entwicklung von kostengünstigen protonenlei-tenden Polymermembranen auf der Basis strahlengepfropfter Filme und deren anschliessender Sulfo-nierung zur Einführung von Protonenleitfähigkeit. Der zweite Teil beschäftigt sich mit den Fortschritten bei der Entwicklung von in situ diagnostischen Methoden für Polymerelektrolyt Brennstoffzellen. Die Methode der Neutronenradiographie zur Visuali-sierung und Quantifizierung von flüssigem Wasser in Polymerelektrolyt Brennstoffzellen wurde weiter entwickelt. In Kombination mit ortsaufgelösten Impedanzmessungen konnten erstmalig Ergebnisse dieser beiden kombinierten Methoden vorgestellt werden. Weiterhin konnte ebenfalls erstmalig eine pseudo-Referenzelektrode in eine Polymerelektrolyt Brenn-stoffzelle eingeführt werden, die die Bestimmung von Einzelektroden Impedanzen der Anode und Kathode erlauben und damit auch die Ermittlung kinetischer Daten sowohl für die Wasserstoff Oxida-tions als auch der Sauerstoff Reduktions Reaktion.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Labor für Elektrochemie, Paul Scherrer Institut

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Scherer,Günther G.

Zugehörige Dokumente

• Polymerelektrolyt Brennstoffzellen mit H2 oder Methanol als Brennstoff – Teil II - Schlussbericht [PDF] 2'082 kB

Schlussbericht (Englisch)

This report describes two topics related to the development of polymer electrolyte fuel cells. The first part deals with specific materials science oriented aspects of this technology and progress achieved within this project, namely (i) the fundamental electrochemistry of platinum in contact to a solid electrolyte, including the aspect of reducing the platinum content to allow a low cost solution for membrane-electrode-assemblies and the characterization of ageing processes, and (II) the development of platinum-free or platinum-low catalysts on the basis of oxides for the oxygen reduction reaction. (iii) The development of low cost proton-conducting polymer membranes on the basis of the radiation grafting process, followed by sulfonation to intoduce proton conductivity. The second part describes the progress of the development of in situ characterization methods for polymer electrolyte fuel cells. Neutron radiography as method to visualize and quantify liquid water in polymer electrolyte fuel cells was further improved. For the first time, results of a combination of neutron radiography and locally resolved impedance measurements could be achieved and are presented. Further, for the first time a pseudo-reference electrode is introduced into a polymer electrolyte fuel cell, which allows single electrode impedances of ande and cathode. Kinetic data for the hydrogen oxidation and oxygen reduction reaction could be evaluated, respectively.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Labor für Elektrochemie, Paul Scherrer Institut

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Scherer,Günther G.