Untersuchungen zur Elektrokatalyse von Hochtemperatur-Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (HT-PEMFCs)

Hofmann, Constanze

dc.contributor.advisor	Meyer, Franc Prof. Dr.	de
dc.contributor.author	Hofmann, Constanze	de
dc.date.accessioned	2010-02-22T15:08:41Z	de
dc.date.accessioned	2013-01-18T10:34:08Z	de
dc.date.available	2013-01-30T23:51:23Z	de
dc.date.issued	2010-02-22	de
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B06B-9	de
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2079
dc.description.abstract	Diese Arbeit behandelt die Optimierung der Kathodenzusammensetzung zur Steigerung der Leistungsdichte von Hochtemperatur-Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (HT-PEMFCs). Als Membran wird phosphorsäuredotiertes Polybenzimidazol (PBI) eingesetzt. Die Brennstoffzellenelektroden bestehen aus einem kohlenstoffgeträgerten Platinkatalysator und enthalten Phosphorsäure als Elektrolyt. Im ersten Teil der Arbeit werden Polybenzimidazole als Kathodenadditive untersucht. Sie sollen die Phosphorsäure immobilisieren und deren Verteilung innerhalb der Elektrode optimieren. Des weiteren werden zur Homogenisierung der H3PO4-Verteilung in der Elektrode und zur Erhöhung des H2O-Gehaltes der Elektrode oberflächenaktive und wasserbindende Substanzen (Silikate, Zirkonium(IV)-hydroxid, Triethanolamin, modifizierter Kohlenstoff, Nanofiller) als Kathodenadditiv getestet. Zur Erhöhung der Austauschstromdichte werden verschiedene kohlenstoffgeträgerte Legierungsmetallkatalysatoren (PtNiCo, PtCo) anstelle von reinen Platinkatalysatoren als Kathodenkatalysator untersucht. Zunächst wird die Verarbeitbarkeit der Materialien als Kathodenadditiv getestet. Anschließend wird ihr Einfluß auf die Membran-Elektroden-Einheit (MEA)-Performance bestimmt. Additivgehalt und Phosphorsäuregehalt der Elektrode werden variiert. Im Falle der Legierungsmetallkatalysatoren wird die MEA-Performance bei unterschiedlichen Phosphorsäuregehalten untersucht. H2/Luft-Polarisationskurven werden zur Untersuchung der MEA-Performance gemessen. Es erfolgt eine umfassende Analytik der eingesetzten Materialien sowie der resultierenden MEAs.	de
dc.format.mimetype	application/pdf	de
dc.language.iso	ger	de
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/	de
dc.title	Untersuchungen zur Elektrokatalyse von Hochtemperatur-Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (HT-PEMFCs)	de
dc.type	doctoralThesis	de
dc.title.translated	Electrocatalytic Investigations on High Temperature Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells (HT-PEMFCs)	de
dc.contributor.referee	Meyer, Franc Prof. Dr.	de
dc.date.examination	2010-01-14	de
dc.subject.dnb	540 Chemie	de
dc.description.abstracteng	This work deals with the optimisation of the cathode composition to enhance the performance of high temperature polymer electrolyte membrane fuel cells (HT-PEMFCs). Phosphoric acid doped polybenzimidazole (PBI) is used as membrane. The fuel cell electrodes consist of a carbon-supported platinum catalyst and contain phosphoric acid as electrolyte. In the first part of this work polybenzimidazoles are tested as cathode additives. They should immobilise phosphoric acid and optimise the acid distribution within the electrode. Furthermore surface active and hydrophilic substances (silicates, zirconium(IV)-hydroxide, triethanolamine, modified carbon, nanofiller) are investigated as cathode additive to homogenise the phosphoric acid distribution within the electrode and to increase the electrode water content. To enhance the exchange current density different carbon-supported alloy catalysts (PtNiCo, PtCo) are investigated as cathode catalyst instead of pure Pt catalysts. At first the processability of the materials as cathode additive is tested. Afterwards their influence on the membrane electrode assembly (MEA) performance is determined. Additive content and phosphoric acid content in the electrode are varied. In the case of alloy catalysts the MEA performance is investigated for different phosphoric acid contents. H2/air polarisation curves are measured to analyse the MEA performance. The applied materials and the resulting MEAs are extensively analysed.	de
dc.contributor.coReferee	Buback, Michael Prof. Dr.	de
dc.subject.topic	Mathematics and Computer Science	de
dc.subject.ger	Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle (PEM-Brennstoffzelle)	de
dc.subject.ger	Polybenzimidazol (PBI)	de
dc.subject.ger	Membran-Elektroden-Einheit (MEA)	de
dc.subject.ger	Phosphorsäure (H3PO4)	de
dc.subject.ger	Platinkatalysator	de
dc.subject.ger	Legierungsmetallkatalysator	de
dc.subject.eng	polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC)	de
dc.subject.eng	polybenzimidazole (PBI)	de
dc.subject.eng	membrane electrode assembly (MEA)	de
dc.subject.eng	phosphoric acid (H3PO4)	de
dc.subject.eng	Pt catalyst	de
dc.subject.eng	alloy catalyst	de
dc.subject.bk	35.14 Elektrochemie	de
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2397-4	de
dc.identifier.purl	webdoc-2397	de
dc.affiliation.institute	Fakultät für Chemie	de
dc.subject.gokfull	SHG 000 Elektroden	de
dc.identifier.ppn	634580310	de

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