ELYMEM – Next-Generation Membranes for Water Electrolysis Cells

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/502849

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Wasserstoff kann als Energieträger dienen und wird voraussichtlich eine entscheidende Rolle in zukünftigen Szenarien der Sektorkopplung und der tiefgreifenden Dekarbonisierung spielen, beispielsweise bei der Herstellung von Kraftstoffen für den Verkehr. Die Wasserelektrolyse unter Verwendung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen ist eine flexible, modulare und skalierbare Technologie für die Produktion von grünem Wasserstoff. Die Verbesserung der Umwandlungseffizienz ist unerlässlich, um die Kosten für Wasserstoff zu senken. Das Ziel des vorgeschlagenen Projekts besteht zum einen darin, neue Zusatzmaterialien in dünne Protonenaustauschmembranen einzubringen, um den Wasserstoffübergang zu verringern und die Membranstabilität zu verbessern. Zum anderen werden funktionelle Additive in Anionenaustauschermembranen (AEMs) eingebracht, die unter alkalischen Bedingungen arbeiten und die Aussicht auf einen geringeren Einsatz kritischer Rohstoffe bieten. Die neuen Membranen werden in Einzelzellen im Labormaßstab charakterisiert und validiert.

Kurzbeschreibung (Englisch)

Hydrogen can serve as an energy vector and is expected to play a vital role in future sector coupling and deep decarbonization scenarios, for example for the production of transportation fuels. Water electrolysis using renewable electricity is a flexible, modular, and scalable technology for green hydrogen production. Improvement of the conversion efficiency is imperative to lower hydrogen cost. The aim of the proposed project is, on the one hand, to introduce new additive materials into thin proton exchange membranes to reduce hydrogen crossover and improve membrane stability. On the other hand, functional additives will be incorporated into anion exchange membranes (AEMs), which operate under alkaline conditions and offer the prospect of a lower use of critical raw materials. The new membranes will be characterized and validated in laboratory-scale single cells.

Kurzbeschreibung (Französisch)

L'hydrogène peut servir de vecteur énergétique et devrait jouer un rôle essentiel dans les futurs scénarios de couplage sectoriel et de décarbonisation profonde, par exemple pour la production de carburants pour les transports. L'électrolyse de l'eau utilisant de l'électricité renouvelable est une technologie flexible, modulaire et évolutive pour la production d'hydrogène vert. Il est impératif d'améliorer l'efficacité de la conversion pour réduire le coût de l'hydrogène. L'objectif du projet proposé est, d'une part, d'introduire de nouveaux additifs dans les membranes minces échangeuses de protons afin de réduire le passage de l'hydrogène et d'améliorer la stabilité de la membrane. D'autre part, des additifs fonctionnels seront incorporés dans des membranes échangeuses d'anions (MEA), qui fonctionnent dans des conditions alcalines et offrent la perspective d'une moindre utilisation de matières premières critiques. Les nouvelles membranes seront caractérisées et validées dans des cellules uniques à l'échelle du laboratoire.