Damit die AEM-Technologie (Anionenaustauschmembran-Elektrolyse) ihr volles Potenzial entfalten kann, braucht es leistungsstarke und zugleich kostengünstige Katalysatoren. Bisher sind Screening-Verfahren zeitaufwendig und erfassen nur einzelne Zusammensetzungen. Im Projekt HOLMES-AEM verfolgt das Duisburger ZBT gemeinsam mit seinen Partnern daher einen neuen Ansatz: Eine laserbasierte Synthese erzeugt Katalysatoren aus Hochentropielegierungen. Über Targets mit vielen unterschiedlichen Sektoren soll die Zusammensetzung der Nanopartikel während des laufenden Ablationsprozesses gezielt variiert werden.

Ein zentrales Alleinstellungsmerkmal ist die Kombination dieser Laserablation mit einem Sprühverfahren zur Herstellung von gradierten Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs). So entstehen Zellen, in denen sich bis zu zehn verschiedene Katalysatorzusammensetzungen gleichzeitig testen lassen – in nur einem Versuch. Die anschließende magnetfeldbasierte Operando-Analytik macht es möglich, die lokale Aktivität der einzelnen Bereiche nicht-invasiv und unter realen Betriebsbedingungen zu erfassen.

Die Ergebnisse schaffen neue Chancen für Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von Katalysatorherstellung und Elektrodenfertigung bis hin zur Messtechnik. Vor allem kleine und mittlere Unternehmen sollen von einem vereinfachten Zugang zu neu entwickelten Materialien und Analytikmethoden profitieren, die zur Qualitätskontrolle und Optimierung von Elektrolyseuren eingesetzt werden können.

Video