Charakterisierung von neuen Materialien für energietechnologische Anwendungen

Neue Materialien für energietechnologische Anwendungen spielen eine entscheidende Rolle in der Speicherung und Umwandlung von fossilen und erneuerbaren Energien. Vor allem die Nachfrage nach erneuerbaren Energien wird in den nächsten Jahren steigen. Elektrochemische Komponenten wie beispielsweise Brennstoffzellen und Elektrolyseure erleichtern die Umwandlung von Energie in der chemischen Industrie. Sie ermöglichen die Produktion von Elektrizität, Wasserstoff oder chemischen Bestandteilen, die als Rohstoff für viele Prozesse benötigt werden. In Kollaboration mit dem Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien werden 3D Strukturen von elektrochemischen Komponenten wie zum Beispiel die Proton Exchange Membrane Brennstoffzelle (engl. proton exchange membrane fuel cells, PEMFC) und die Elektrolyseure auf der mikro- und atomaren Ebene durch ein Rasterelektronenmikroskop in Kombination mit einem fokussierten Ionenstrahl (SEM/FIB), energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDS) und Atomsondentomographie (APT) untersucht und charakterisiert.  Durch das Verständnis wie sich die Struktur in Abhängigkeit der elektrochemischen Reaktion oder unterschiedlichen Betriebsparametern entwickelt, wird es möglich sein die optimalen Parameter (z. B. Katalysator und Porengrößenverteilung, Schichtdicke) zu ermitteln. Von besonderem Interesse ist dabei die Oberflächenchemie und die Struktur der Elektrokatalysatorenum ein fundamentales Verständnis aufzubauen, um damit die Leistung zu verbessern und die Entwicklung von geeigneten Katalysatoren zu fördern.