Methanoloxidation an der Dreiphasengrenze in Direktmethanol-Brennstoffzellen

• Antragsteller: Dr. Christoph Hartnig, seit 4/2009
• Fachliche Zuordnung: Technische Chemie
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5419022

Die oxidative Dissoziation von Methanol an der Dreiphasengrenze Flüssigphase/Platin/Polymerelektrolyt und die darauffolgende Migration der entstandenen Protonen in die Polymerphase soll mittels Quantenchemie und Computersimulationen untersucht werden. In dem betrachteten System werden Vorgänge, die in Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen ablaufen, modelliert. Ausgehend von der Untersuchung der primären Reaktion, der Adsorption von Methanol unter Spaltung der OH- bzw. CH-Bindung, sollen Zwischenschritte und mögliche Reaktionswege bei der Oxidation bestimmt werden. Besondere Aufmerksamkeit wird auf die Untersuchung stabilisierender Effekte von Lösungsmittelmolekülen und benachbarter geladener Gruppen gelegt. Zum Vergleich soll anschließend das Dissoziationsverhalten auf einer Platin-Ruthenium-Legierung untersucht werden; diese Kombination wird bereits in technischem Maßstab in State-of-the-art - Brennstoffzellen eingesetzt. Langfristig sollen die Rechnungen zur Auswahl geeigneter Materialien beitragen. Zur Modellierung kommt eine Kombination aus molekulardynamischen Simulationen und quantenchemischen Berechnungen zum Einsatz.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Werner Tillmetz, von 1/2009 bis 4/2009