Herstellung und Charakterisierung gezielt strukturierter Elektroden als Modellsysteme

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Christina Roth
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 276655287

Das beantragte Teilvorhaben hat zum Ziel, gezielt strukturierte Ag-basierte Modellelektroden für die ORR und die CO2RR zu erzeugen und strukturell wie elektrochemisch systematisch zu charakterisieren. Diese sollen den im TP 1 Turek hergestellten Elektroden prinzipiell ähneln, allerdings werden die verwendeten Ag-Partikel selbst hergestellt und hinsichtlich Größe und Form variiert, um ein besseres Verständnis der Struktursensitivität der CO2RR zu erreichen. Die neuen Erkenntnisse aus Modellstudien in der H-Zelle werden auf Gasdiffusionselektroden übertragen. Dabei ist es insbesondere wichtig, wie sich der Unterschied zwischen einer nur geringen CO2-Konzentration im Elektrolyten und gasförmig angebotenem CO2 manifestiert. Das Teilvorhaben gliedert sich in vier Arbeitspakete: in AP 1 werden in direkter Zusammenarbeit mit TP 1 Turek sogenannte Sperrschicht-Elektroden über Elektrospinning erzeugt und das in-situ Zelldesign der ORR-Zelle für Radiographie/Tomographie-Messungen mit TP 4 Manke weiterentwickelt. AP 2 konzentriert sich auf die Synthese von größen- und form-selektierten Ag-Partikeln und deren Testung in der H-Zelle bei nur geringem CO2-Angebot im Elektrolyten. Die erhaltenen Ergebnisse werden in AP 3 auf Gasdiffusionselektroden und Gasphasen-CO2 übertragen. In AP 4 wird eine verlässliche CO2RR-Analytik (Gas- und Flüssigphase) unter den unterschiedlichen Gesichtspunkten der Kooperationspartner (Turek, Manke, Schuhmann) weiterentwickelt und die Entwicklung geeigneter Zellen weiter vorangetrieben werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2397: Multiskalen-Analyse komplexer Dreiphasensysteme