{"id":36993,"date":"2023-07-21T08:52:13","date_gmt":"2023-07-21T06:52:13","guid":{"rendered":"https:\/\/plas.tv\/?p=36993"},"modified":"2023-07-20T16:55:51","modified_gmt":"2023-07-20T14:55:51","slug":"neuartige-anionenleitfaehige-membranen-fuer-die-elektrolyse","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/plas.tv\/?p=36993","title":{"rendered":"Neuartige anionenleitf\u00e4hige Membranen f\u00fcr die Elektrolyse"},"content":{"rendered":"<p><strong>Wie Wasserstoff kosteng\u00fcnstig und nachhaltig erzeugt werden kann, geh\u00f6rt zu den zentralen Fragen der Energiewende. Hochleitf\u00e4hige Membranen f\u00fcr Elektrolyseure sind eine Schl\u00fcsselkomponente der Wasserstofftechnologie. Ein Forschungsteam am Fraunhofer-Institut f\u00fcr Angewandte Polymerforschung IAP entwickelte nun zusammen mit dem Zentrum f\u00fcr Brennstoffzellen Technik ZBT GmbH innovative Anionenaustauscher-Membranen (AEM), die es erm\u00f6glichen, Kosten f\u00fcr Elektrolyseure zu reduzieren und Wasserstoff umweltfreundlich als klimaneutrale Energiequelle zu erschlie\u00dfen.<br \/>\n<\/strong><\/p>\n<p><strong>Forschenden am Fraunhofer IAP gelang es, eine neue Klasse vielversprechender Anionenaustauscher-Polymere zu synthetisieren und daraus Membranen zu fertigen. Sie sind die Grundlage f\u00fcr die Entwicklung kosteng\u00fcnstiger, effizienter Elektrolyseure \u2013 sogenannte Anionenaustauschermembran-Wasserelektrolyseure (AEM-WE). \u00bbUnsere Membranen erm\u00f6glichen es, AEM-WE zu fertigen, die prinzipiell ohne Edelmetalle auskommen und keine Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) enthalten. Damit ebnen wir den Weg f\u00fcr innovative Systemarchitekturen, die preiswert und umweltschonend zugleich sind\u00ab, erl\u00e4utert Dr. Taybet Bilkay-Troni, Leiterin der Abteilung Polymere und Elektronik am Fraunhofer IAP, die Vorteile der neuartigen Polymertechnologie. Die Entwicklung der neuen Anionenaustauscher-Polymere und der daraus resultierenden Membranen ist ein wichtiger Schritt f\u00fcr die Wasserstoff-Industrie in Deutschland. \u00bbHersteller von Elektrolyseuren sowie deren Zulieferer profitieren von unseren gewonnenen Erkenntnissen\u00ab, unterstreicht Bilkay-Troni.<\/strong><\/p>\n<p><strong>Kosteng\u00fcnstig und umweltschonend<\/strong><br \/>\nDerzeit erh\u00e4ltliche Membranen, wie beispielsweise der Marke Nafion, basieren auf dem Prinzip der Protonenleitung, die in der Protonenaustauschermembran-Wasserelektrolyse (PEM-WE) angewendet wird. Diese erfordert Katalysatoren aus teuren Edelmetallen, wie beispielsweise Iridium. Die verwendeten Membranen enthalten zudem einen hohen Anteil von PFAS, welche in der Umwelt nur schwer abgebaut werden k\u00f6nnen und unter Verdacht stehen, krebserregend zu sein. Die neu entwickelten Anionenaustauschermembranen hingegen erm\u00f6glichen den Elektrolysebetrieb mit kosteng\u00fcnstigen \u00dcbergangsmetallen. Sie sind frei von PFAS und k\u00f6nnen \u00fcber das Jahr 2025 hinaus im Einklang mit dem geplanten Beschr\u00e4nkungsprozess f\u00fcr PFAS innerhalb der EU Chemikalienverordnung REACH verwendet werden.<\/p>\n<p>F\u00fcr die Entwicklung von AEMs fehlten bisher hochleitf\u00e4hige Materialien, die chemisch stabil sind und den Bedingungen in alkalischen Elektrolyseuren und Brennstoffzellen standhalten. \u00bbDiese L\u00fccke schlie\u00dfen wir nun mit unseren neu entwickelten Polymeren\u00ab, erkl\u00e4rt Bilkay-Troni. Auf Basis der PPQs stellte das Team am Fraunhofer IAP hydroxidionenleitf\u00e4hige Membranen her, die f\u00fcr Anwendungen in Elektrolyseuren geeignet sind. Das belegen in-situ Tests des Zentrums f\u00fcr Brennstoffzellen Technik ZBT GmbH. Die neuen Membranen erreichen im Elektrolysebetrieb eine Stromdichte von 0,5 Ampere pro Quadratzentimeter bei einer Spannung von zwei Volt. Die spezifische Leitf\u00e4higkeit f\u00fcr Hydroxidionen der neu entwickelten Membranen betr\u00e4gt rund acht Millisiemens pro Zentimeter bei 60 Grad Celsius und 95 Prozent relative Feuchte. \u00bbDie Membranen werden weiterentwickelt, um ihre Anionen-Leitf\u00e4higkeit zu erh\u00f6hen. Ziel ist es, unter gleichen Bedingungen 40 Millisiemens pro Zentimeter zu erreichen, um mit den vorkommerziellen AEM-Materialien konkurrenzf\u00e4hig zu sein. Mit den neuartigen Polymeren sind wir auf einem guten Weg, die Leitf\u00e4higkeit, die Stabilit\u00e4t und damit die Performance des Elektrolyseurs signifikant zu verbessern. Zus\u00e4tzlich k\u00f6nnten diese AEM-Materialien in Zukunft auch in Brennstoffzellen Anwendung finden\u00ab, res\u00fcmieren Dr. Ivan Radev und Miriam Hesse, Projektverantwortliche am Zentrum f\u00fcr Brennstoffzellen Technik ZBT GmbH.<\/p>\n<p><em>F\u00f6rderung<\/em><\/p>\n<p>Das Projekt \u00bbEntwicklung von chemisch stabilen und kosteng\u00fcnstigen Anionenaustauschermembranen mit hoher OH&#8211;Leitf\u00e4higkeit f\u00fcr Brennstoff- und Elektrolyse-Zellen auf Basis von Blockcopolyphenylchinoxalinen\u00ab 21055 BG des Institut f\u00fcr Umwelt &amp; Energie, Technik &amp; Analytik e.V. &#8211; IUTA wurde \u00fcber die AiF Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen \u00bbOtto von Guericke\u00ab e.V. im Rahmen des Programms zur F\u00f6rderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gef\u00f6rdert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Wie Wasserstoff kosteng\u00fcnstig und nachhaltig erzeugt werden kann, geh\u00f6rt zu den zentralen Fragen der Energiewende&#8230;<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":36994,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[24,16],"tags":[],"series":[],"class_list":["post-36993","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-plas-tv-meldungen-auf-der-startseite-unterhalb-slider","category-plast-tv-textmeldungen"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/36993","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=36993"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/36993\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":36995,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/36993\/revisions\/36995"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/36994"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=36993"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=36993"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=36993"},{"taxonomy":"series","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fseries&post=36993"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}