Ceroxid Kathoden für Hochleistungs-Elektrolysezellen

• Antragsteller: Professor Marc Georg Willinger, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Computergestütztes Werkstoffdesign und Simulation von Werkstoffverhalten von atomistischer bis mikroskopischer Skala
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 530916363

Die Spaltung von H2O und CO2 bei hohen Temperaturen wird eine Schlüsselrolle für eine nachhaltige Energieversorgung spielen. Festoxid-Brennstoffzellen (SOEC) mit Kathoden auf Ceroxid-Basis bieten das Potenzial für höchste Leistung und Stabilität, insbesondere bei der CO2-Elektrolyse. Die zielgerichtete Entwicklung leistungsfähiger und langzeitstabiler SOEC-Kathoden auf Ceroxid- Basis erfordert ein tiefgreifendes Verständnis des hochkomplexen Zusammenspiels zwischen elektrokatalytischer Aktivität, Grenzflächenreaktionen und mechanischem Verhalten der Materialien sowie deren Bedeutung für die 3D-Mikrostruktur poröser Elektroden. Daher schlagen wir ein interdisziplinäres Projekt vor, das Grundlagenforschung in Elektrochemie und In-situ-Analytik, Materialverarbeitung, Mikrostrukturanalyse und Materialmodellierung verbindet. Diese methodisch breit angelegte Strategie ist die besondere Stärke dieses Vorschlags und wird es ermöglichen, das komplexe Zusammenspiel von mikrostrukturellen, mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften und deren Bedeutung für die Verarbeitung von SOEC-Kathoden auf Ceroxidbasis zu entschlüsseln und zu verstehen. Als Ergebnis werden wir das gesamte Wissen erhalten, das für eine neue Generation von elektrochemisch höchst leistungsfähigen Brennstoffelektroden mit geringer Langzeitdegradation und Verkokungsanfälligkeit sowie hoher mechanischer Stabilität erforderlich ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich, Schweiz
• Kooperationspartner: Dr. Jan Van Herle; Dr. Andreas Nenning; Professor Dr. Alexander Opitz