FWF – GODEFC - Graphenoxid basierte MEEs für Direkt-Ethanol-Brennstoffzelle

Die Direkt-Ethanol-Brennstoffzelle (DEFC) zeigt hohes Potential als alternative Energiequelle für portable Anwendungen. Die Herausforderungen zur Entwicklung dieser jungen Brennstoffzellentechnologie bestehen in der Verbesserung der Leistung (Aktivität), der Beständigkeit (Stabilität) und der Senkung der Kosten des Katalysators und der Membran. Dieses Projekt untersucht die Anwendung neuer Membranen und Elektrodenkonzepte (MEEs), die auf umweltfreundlichen Polysaccharid-basierenden Polymeren in Kombination mit Graphenoxid beruhen. Die wichtigsten Ziele sind: - Entwicklung neuer Anodenkatalysatorsysteme basierend auf nichtedelmetallhaltigen Elementen und funktionalisierten Graphenoxiden als Trägermaterialien mit hoher Aktivität und Langzeitstabilität unter Verwendung von verschiedenartigen ausgewählten Synthesemethoden (z.B.: Imprägnierungs-, Instant-, Polyol-, Nanocapsule-, Core-shell- oder Bromid-Anionenaustausch-Methode) um eine kontrollierte homogene Abscheidung der Katalysatornanopartikeln auf dem Trägermaterial zu erreichen. - Entwicklung und Optimierung einer kostengünstigen Herstellungsmethode für das Stickstoff-funktionalisierte Graphenoxid (GO-N) mittels Ammoniak und Stickstoff-Plasma. - Entwicklung neuer Anionenaustauschermembran-Kompositmaterialien mit erhöhter Effizienz und Stabilität zu geringeren Kosten (d.h. Verwendung von kostengünstigen, nachhaltigen Polysaccharid-basierenden Polymeren und funktionalisierten Graphenoxiden) durch Verwendung einfacher Fabrikations- und Coating-Verfahren. Der Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik wird durch die intensive Kooperation der Projektpartner zur Entwicklung der neuen, umweltfreundlichen alkalischen Direkt-Ethanol-Brennstoffzelle mit hoher Leistungsdichte sichergestellt.