Einfluss der Kohlenstofffaser-Graphitisierung und der Verankerung von lasergenerierten/galvanisch abgeschiedenen Elektrokatalysatoren auf die Haltbarkeit von Kohlevlies-Elektroden in Brennstoffzellen und Elektrolyseuren
- Um grünen Wasserstoff effizient als Energieträger nutzen zu können, ist die Entwicklung von haltbaren und aktiven Katalysatorschichten für Brennstoffzellen und Elektrolyseuren von äußerster Wichtigkeit. Eine große Herausforderung ist, dass konventionelle C/Pt-Katalysatoren eine starke Korrosionsreaktion durchlaufen und mit hohen Kosten verknüpft sind. Weswegen alternative Kohlenstoffträger wie Kohlenstoffnanofaser-Materialien entwickelt wurden, welche eine längere Haltbarkeit aufweisen können. In dieser Arbeit wurde die Aufbringung von Pt- und Ir-Nanopartikeln auf gesponnene Kohlenstoffnanofaser-Vliese untersucht. Es wurden erstmals in einer Flüssigkeit laserablatierte Pt-Nanoartikel mit einem PAN-Vlies versponnen oder in einem zweiten Syntheseverfahren auf ein Vlies aufgesprüht. Diese Methoden wurden mit der gepulsten galvanischen Abscheidung von Pt auf einem PAN-Vlies verglichen. Die Vliese wurden bezüglich ihres Graphitisierungsgrades, ihrer Partikelverteilung und ihrer Beständigkeit untersucht, einschließlich des Einflusses der Karbonisierungstemperatur. Die Raman- und XRF-Messungen ergaben eine Erhöhung des Graphitisierungsgrades und eine Abnahme der PAN-Reste mit dem Anstieg der Karbonisierungstemperatur. Elektrochemische Messungen und REM-Aufnahmen bestätigten die erfolgreiche Synthese von langzeitstabilen CNF-Vliesen mit einer hohen massenspezifischen aktiven Platinoberfläche und einer guten Nanopartikelverteilung. Diese Ergebnisse tragen zur Entwicklung von ökologischen und ökonomischen Katalysatorschichten bei.
MetadatenVerfasserangaben: | Marlene Erika Rita Reusmann |
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Sonstige beteiligte Person(en): | Pit-Yannick Podleschny |
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Gutachter: | Stephan Barcikowski, Michael Brodmann |
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Betreuer: | Swen Zerebecki |
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Dokumentart: | Masterarbeit |
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Sprache: | Deutsch |
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Datum der Veröffentlichung (online): | 16.11.2023 |
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Datum der Erstveröffentlichung: | 16.11.2023 |
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Veröffentlichende Institution: | Westfälische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen |
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Titel verleihende Institution: | Universität Duisburg-Essen |
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Datum der Abschlussprüfung: | 12.12.2023 |
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Beteiligte Körperschaft: | HYDROGENEA GmbH |
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Datum der Freischaltung: | 18.09.2024 |
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Freies Schlagwort / Tag: | Brennstoffzellen; Elektrokatalysator; Graphitisierung; Kohlevlies |
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Seitenzahl: | 96 |
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Fachbereiche / Institute: | Institute / Westfälisches Energieinstitut |
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Lizenz (Deutsch): | Es gilt das Urheberrechtsgesetz |
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