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Brennstoffzellen für Nutzfahrzeuge (CORAL-HD)

In CORAL-HD werden neue Katalysatormaterialien für Heavy-Duty-Anwendungen entwickelt. Gemeinsam im Verbund mit anderen Freiburger Instituten und dem Industriepartner Hereaus soll so eine neue Generation von Membran-Elektroden-Einheiten hergestellt werden.

Die Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen mittels Brennstoffzelle wird in naher Zukunft eine zentrale Rolle bei der Emissionsreduktion im Verkehrssektor spielen. Brennstoffzellen für Nutzfahrzeuge erfordern vergleichsweise hohe Lebensdauern (30 000h), was neue Materialentwicklung für Brennstoffzellen-Elektroden notwendig macht. Ziel von CORAL-HD ist daher, mit Freiburger Instituten langzeitstabile Elektroden für Heavy-Duty-Anwendungen zu entwickeln. So sollen Elektroden mit initialer Performance von 1.2 W/cm² bei 0.65 V (0.4 mgPt/cm²) und einem Leistungsverlust unter 10% nach simuliertem 30 000 h Nutzfahrzeug-Lastprofil entwickelt werden. Erstens werden dafür stabile mesoporöse Kohlenstoffträger am Institut für anorganische Chemie der Universität Freiburg entwickelt und zweitens, stabile hochaktive Platinkatalysatoren mittels Partikelatomlagendeposition (pALD) am Institut für Mikrosystemtechnik der Universität Freiburg hergestellt. Die Materialien sollen von Hahn-Schickard in leistungsfähige Brennstoffzellen-CCMs (catalyst coated membranes) überführt werden und am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme intensiv charakterisiert. In Coral-HD ist vorgesehen, diese Skalierung mit dem Industriepartner Heraeus möglichst gut vorzubereiten. Dies geschieht in erster Linie durch günstige Ausgangsmaterialien und die Verwendung ausschließlich skalierbarer Prozesse. Idealerweise können so CORAL-HD-Materialien ab 2025 (ggf. früher) kommerziell angeboten werden. Damit ergibt sich ein guter Zeitrahmen, um mit Hilfe der CORAL-HD-Materialien Nutzfahrzeug in der folgenden Dekade mit Brennstoffzellen zu elektrifizieren.

Projektname
Catalyst Optimization Reasearch for Stable Activity over Life-time in Heavy Duty Fuel Cells (CORAL-HD)
Fördergeber
BMBF
Projektträger
Projektträger Jülich
Fördernummer
03SF0614D
Laufzeit
01.03.2021 bis 29.02.2024
Kooperationspartner
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Institut für anorganische Chemie der Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg, Heraeus Group
Reifegrad
Forschung
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Kontakt

Kompetenzen

  • PEM-Brennstoffzelle
  • Redox-Flow-Batterie
  • Elektrospinning
  • Sprühbeschichtung