Während der einjährigen Laufzeit untersucht die Gruppe von Thomas Gimpel (Forschungszentrum Energiespeichertechnologien) die Gasblasenentwicklung an neuartigen Femtosekundenlaser-funktionalisierten Flächenkatalysatoren. Es geht dabei um die Herstellung und Speicherung von grünem Wasserstoff, einem Kernthema der Bundesrepublik und der TU Clausthal im Kontext einer CO2-freien Energiewirtschaft.
„Konkret möchten wir den Wasserstoff während der Entstehung durch die Elektrolyse in einem Schaureaktor mit einer Hochgeschwindigkeitskamera visuell erfassen und teilautomatisiert analysieren“, sagt Gimpel. „Wenn diese Gasblasen zu groß werden und zu lange an der Elektrode verharren, blockieren sie wertvolle Reaktionsfläche. Das verringert die Leistungsfähigkeit der Elektrolyse. Dem möchten wir mit funktionalisierten Oberflächen entgegenwirken.“
Der Nachwuchswissenschaftler am Forschungszentrum Energiespeichertechnologien (EST) in Goslar nutzt Femtosekundenlaser um Materialoberflächen gezielt zu verändern. Eigenschaften wie Oberflächenvergrößerung, chemische Zusammensetzung, Benetzbarkeit, Fluidtransport und Wärmetransfer werden mit dieser Technologie adressiert.
„Durch den Laserprozess können wir auf der gleichen Fläche verschiedene Katalysatorelemente einbringen sowie aktivere und weniger aktive Bereiche erzeugen. Durch die Analyse der Hochgeschwindigkeitsaufnahmen ist es uns direkt möglich verschiedene Materialeigenschaften hinsichtlich ihrer Gasblasenablösung zu vergleichen. Wenn wir es schaffen, dass sich kleine Gasblasen möglichst schnell von unseren mikrostrukturierten Elektroden ablösen, sind wir ein ganzes Stück weiter.“, ergänzt Madita Lederle-Flamm, wissenschaftliche Mitarbeiterin und Teil der Nachwuchsgruppe in Goslar.
Das EST arbeitet dabei sehr eng mit dem Fraunhofer-Heinrich-Hertz-Institut in Goslar zusammen, um diese Technologie industrietauglich zu skalieren. Erste Elektroden für die alkalische Elektrolyse erzeugen Wasserstoff schon erfolgreich im Technikumsmaßstab. Darüber hinaus werden weitere Wasserstofftechnologien insbesondere mit Partnern aus dem Energie-Forschungszentrum Niedersachsen vorangebracht.
Kontakt:
Dr. Thomas Gimpel
Cluster Materialfunktionalisierung, EST
Telefon: +49 5321 3816-8094
E-Mail: thomas.gimpel@tu-clausthal.de
