Technik für die Energiewende 19.05.2022, 11:57 Uhr

Inkjet-gedruckte katalytische Schichten für Brennstoffzellen

Das Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS stellt auf der Hannover Messe vom 30. Mai bis zum 2. Juni 2022 seine „Catalyst Coated Membranes“ (CCM) zum Einsatz in Brennstoffzellen oder Elektrolyseuren vor.

Catalyst Coated Membrane (CCM) für Membrane Electrode Assembly (MEA) in Brennstoffzellen oder Elektrolyseuren. Foto: Fraunhofer ENAS

Catalyst Coated Membrane (CCM) für Membrane Electrode Assembly (MEA) in Brennstoffzellen oder Elektrolyseuren.

Foto: Fraunhofer ENAS

Im Rahmen der „Referenzfabrik.H2“ werden von verschiedenen Fraunhofer-Instituten Technologien erforscht, welche die industrielle Herstellung kostengünstiger und robuster Wasserstoffsysteme wie Elektrolyseure (Vorrichtung zur Zerlegung von Wasser durch Elektrolyse in seine Grundkomponenten Wasserstoff und Sauerstoff) und Brennstoffzellen möglich machen. Beteiligt ist daran auch das Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS in Chemnitz. Das Institut ist Partner im Forschungsprojekt „H2Giga:FRHY“ (Referenzfabrik für hochratenfähige Elektrolyseurproduktion). Es entwickelt in diesem Kontext Druckprozesse, um CCM in hohen Raten herzustellen und gleichzeitig einen effizienten Einsatz katalytischer Materialien, zum Beispiel von Platin, zu ermöglichen.

Im Speziellen entwickeln die Fraunhofer-Forschenden katalytische Inkjet-Tinten und Inkjet-Druckprozesse weiter, mit denen sie im Direktdruck auf einer Membran eine Drei-Lagen-MEA (Membrane Electrode Assembly) /CCM – das Herzstück in Brennstoffzellen oder Elektrolyseuren – herstellen. Dabei wird der Inkjet-Druck von Katalysatortinten und der Direktdruck auf Membranen im Rollenformat (Rolle-zu-Rolle) und auch im Bogenformat untersucht.

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Neben der Prozessentwicklung legen die Forschenden den Schwerpunkt auf passende Tinten, die für den Direktdruck der Katalysatorschichten auf Membranmaterial in hochproduktiven Rolle-zu-Rolle-Verfahren geeignet sind. Dazu stellen sie auf Basis von Platin, Kohlenstoff, Iridium, Ionomer und Additiven eigene angepasste Inkjet-Tinten her. Die Katalysatorschichten lassen sich so mit einstellbaren Flächen (Größen und Formen), mit einstellbarer Schichtdicke und einstellbarer Platingruppen-Metallbeladung flexibel erzeugen.

Das Team des Fraunhofer ENAS zeigt im Rahmen der „Hydrogen + Fuel Cells Europe“ in Halle 13, neben Elektrolyseur-Komponenten wie einer gedruckten CCM, auch einen Inkjet-Druck-Versuchsstand sowie Gas- und Positionssensoren für den Einsatz in Wasserstoffsystemen und alternativen Antrieben. Am 31. Mai 2022 stellt Prof. Dr. Ralf Zichner die Herstellung der gedruckten CCM in einem kurzen Vortrag um 12:45 Uhr auf dem Technology Forum in Halle 13 vor. (be)

Fraunhofer ENAS: Halle 13, Stand B 67/1

www.enas.fraunhofer.de

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