2-Propanol-Brennstoffzellen

HI ERN / Peyman Khanipour

Statt Energie direkt in Form von Wasserstoff zu speichern, können Systeme auf der Basis von flüssigen organischen Wasserstoffträgern (LOHCs) eingesetzt werden, d.h. organische Verbindungen, die katalytisch (de-)hydriert werden können. Dies ist der Schwerpunkt des Forschungsbereichs Chemische Wasserstoffspeicherung und des HI ERN-Projekts Emissionsfreier und stark emissionsreduzierter Schienenverkehr auf nicht elektrifizierten Strecken.

Einer der Ansätze zur Nutzung des in einem LOHC gespeicherten Wasserstoffs besteht darin, ein Keton durch katalytische Transferhydrierung zu einem sekundären Alkohol zu hydrieren und den Alkohol dann als Brennstoff in einer Brennstoffzelle zur Stromerzeugung zu verwenden. Um einen vollständig geschlossenen Kreislauf zu ermöglichen, muss die Anoden-Brennstoffzellenreaktion selektiv für das Keton sein, ohne Nebenprodukte zu bilden, die vom LOHC nicht einfach wieder hydriert werden können.

Wir beschäftigen uns mit der Oxidation von 2-Propanol zu Aceton in sauren und alkalischen Lösungen. Unser Ziel ist es, Materialien zu finden, die die Reaktion katalysieren können mit:

  • hoher Aktivität so nahe wie möglich am Gleichgewichtspotenzial
  • Selektivität zu Aceton ohne Bildung von CO2, um die Reversibilität des Prozesses zu gewährleisten
  • Toleranz gegenüber Vergiftungen durch Adsorbate, die die Leistung mit der Zeit verschlechtern können

Wir verwenden klassische elektrochemische Versuchsaufbauten, um die grundlegenden elektrokatalytischen Trends zu verstehen und die rationelle Entwicklung neuer Katalysatoren anzuleiten. Außerdem nutzen wir EC-RTMS, um die Reaktionsprodukte in Echtzeit zu charakterisieren und Materialbibliotheken zu screenen, um effizientere Elektrokatalysatoren zu finden.

Die Arbeit wird vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie im Rahmen des Projekts Emissionsfreier und stark emissionsreduzierter Schienenverkehr auf nicht elektrifizierten Strecken gefördert. Wir arbeiten natürlich mit einer Vielzahl von Wissenschaftlern innerhalb des HI ERN zusammen, die an dem Projekt beteiligt sind.

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Letzte Änderung: 24.08.2022