Verbundvorhaben: PrometH2eus: Projektverbund zur optimierten Materialentwicklung für die technische H2-Erzeugung durch verbesserte Sauerstoffelektroden; Teilvorhaben: Optimierte Materialentwicklung für die technische H2-Erzeugung durch verbesserte Sauerstoffelektroden mittels gezielter Herstellung von Oberflächenaktivclustern (TP05); Prozessmodifikation und elektrochemische Aktivierung von OER-Elektroden (TP17); Modellbasierte Optimierung von Reaktordesign und Reaktorbetrieb (TP18); Additive Fertigung von porösen Materialen (TP20); Koordination und zentrale Testung von OER Elektroden (TP Koord)

Abstract

Die an der RWTH Aachen University ansässigen fünf Teilprojekte (TPs) trugen mit deren Ziele zu der im Verbundprojekt angestrebten systematischen und anwendungsorientierten Elektrodenentwicklung für die alkalische Wasserelektrolyse bei. Die maßgeschneiderte Herstellung von Oberflächenaktivclustern auf nickelbasierten Elektroden durch gezielte chemische und thermische Behandlung war das Vorhaben von TP05. Mit dem Ziel, aktive Elektroden durch elektrochemische Methoden zu charakterisieren, zu entwickeln und zu verbessern, wurde in TP17 die elektrochemische Beschichtung sowie die elektrochemische und prozessinduzierte Modifikation von Elektroden angestrebt. Ziel von TP18 hingegen war es, Reaktor- und Prozessmodelle zu entwickeln. Diese sollten genutzt werden, um unter Nutzung von experimentellen Daten der Partner die Auswirkungen von Materialien auf Reaktorebene zu analysieren und durch Simulation und Optimierung geeignete Reaktordesigns und Betriebsstrategien zu ermitteln. TP20 nutze hingegen die additive Fertigung, um poröse, 3D-strukturierte Nickel-Elektroden mit unterschiedlicher Formgebung zu entwickeln. Damit sollten Erkenntnisse über den Einfluss von Porosität und Geometrie aus dem Labormaßstab in einen industriell relevanten Maßstab übertragen werden. Dabei wurden strukturbestimmende Produktionsparameter untersucht, um gezielt Einfluss auf die Porenstruktur nehmen zu können. Mithilfe von Selective Laser Melting wurden bereits zuvor erste Edelstahlelektroden mit fluiddynamisch optimierten Geometrien in Kooperation mit dem Fraunhofer ILT hergestellt. Die reibungslose Vernetzung der Vielzahl an Projektbeteiligten sowie die Funktion als Kommunikationsstelle zur Plattform H2Giga lag im Verantwortungsbereich von TP Koord. Neben den administrativen Aufgaben übernahm dieses Teilprojekt auch die Entwicklung und Betreuung mehrerer Teststände, in denen die im Verbundprojekt entwickelten Elektroden unter gemeinsam definierten Standardbedingungen getestet wurden.