Inkjet-gedruckte katalytische Schichten für den Einsatz in Brennstoffzellen oder Elektrolyseuren

Im Rahmen der "Referenzfabrik.H2" werden von verschiedenen Fraunhofer-Instituten Technologien für die industrielle Herstellung kostengünstiger und robuster Wasserstoffsysteme wie Elektrolyseure und Brennstoffzellen erforscht. Das Fraunhofer ENAS ist Partner im Forschungsprojekt H2Giga:FRHY (Referenzfabrik für hochratenfähige Elektrolyseurproduktion) und entwickelt Druckprozesse, um Catalyst Coated Membranes (CCM) in hohen Raten herzustellen und gleichzeitig einen effizienten Einsatz katalytischer Materialen, wie zum Beispiel von Platin, zu ermöglichen. 

Hochproduktives Rolle-zu-Rolle-Verfahren

Im Speziellen entwickeln die Fraunhofer-Forschenden katalytische Inkjet-Tinten und Inkjet-Druckprozesse weiter, mit denen sie im Direktdruck auf eine Membran eine Drei-Lagen-MEA (Membrane Electrode Assembly) / CCM, das Herzstück in Brennstoffzellen oder Elektrolyseure, herstellen. Dabei wird der Inkjet-Druck von Katalysatortinten und der Direktdruck auf Membranen im Rollenformat (Rolle-zu-Rolle) und auch im Bogenformat untersucht. Neben der Prozessentwicklung legen die Forschenden den Schwerpunkt auf passende Tinten, die für den Direktdruck der Katalysatorschichten auf Membranmaterial in hochproduktiven Rolle-zu-Rolle-Verfahren geeignet sind. Dazu stellen sie auf Basis von Platin, Kohlenstoff, Iridium, Ionomer und Additiven eigene angepasste Inkjet-Tinten her. Die Katalysatorschichten lassen sich so mit einstellbaren Flächen (Größen und Formen), einstellbarer Schichtdicke und einstellbarer Platingruppenmetallbeladung flexibel erzeugen.

Das Team des Fraunhofer ENAS zeigt auf der Hannover Messe 2022 im Rahmen der "Hydrogen + Fuel Cells Europe", am Stand B67/1 in Halle 13, neben Elektrolyseur-Komponenten wie einer gedruckten CCM auch einen Inkjet-Druck-Versuchsstand sowie Gas- und Positionssensoren für den Einsatz in Wasserstoffsystemen und alternativen Antrieben. Am 31. Mai 2022 stellt Prof. Dr. Ralf Zichner die Herstellung der gedruckten CCM in einem kurzen Vortrag um 12:45 Uhr auf dem Technology Forum in Halle 13 vor.

Kontakt: Prof. Ralf Zichner, Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS 
ralf.zichner@enas.fraunhofer.de