ODNP an Brennstoffzellmembranen

• Antragsteller: Professor Dr. Bernhard Blümich
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 281982761

Brennstoffzellmembranen aus Polyelektrolyten können bei niedrigen Temperaturen zum Einsatz in elektronischen Artikeln und in Fahrzeugen betrieben werden. Mit Wasserstoff und Sauerstoff als Energiequelle produzieren Brennstoffzellen Wasser. Dieses beeinflusst in kritischer Weise die Funktion der Membran, welche Anode und Kathode trennt und für Kationen permeabel ist. Um effiziente Brennstoffzellen zu entwickeln muss die Funktion der Membran im Detail verstanden sein. Jedoch sind Wasserverteilung und Ionentransport durch die Membran heterogen. Sie werden von der Morphologie der Membran bestimmt, die wiederum vom Grad der Hydratation abhängt. Methoden der magnetischen Resonanz wie Laplace NMR für Diffusion und Relaxation als auch dynamische Overhauser-Kernspinpolarisation (ODNP) sind in einzigartiger Weise dazu geeignet, die komplexen Regime des heterogenen Transports zu durchleuchten und sie unterschiedlichen morphologischen Domänen in der Membran zuzuordnen. In diesem Projekt werden sowohl NMR als auch ODNP gemeinsam eingesetzt um sich widersprechende Ansichten zum Wassertransport in der Membran mit Hilfe eines Werkzeugkastens der magnetischen Resonanz aufzuhellen. Mit einem innovativen Aufbau für in-operando Untersuchungen der Membranfunktion sollen die Feuchte abhängige Membranstruktur und der damit verbundene Wassertransport geklärt und charakterisiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Rüdiger-A. Eichel; Professor Dr. Josef Granwehr; Professorin Dr. Songi Han