Wasserstoffenergiesysteme

English

The research group is working for over 20 years on the development and study of small to medium-sized PEM fuel cells and PEM and AEM electrolyzer systems, successfully realizing numerous prototypes. Various test benches are available for in-situ investigations, each specifically designed and built for the needs of individual projects, leveraging extensive experience in developing customized research environments. Currently, five test benches and a 25 kW electrolyser container are available in the hydrogen laboratory of the Westphalian University, supporting system and material development for fuel cells, electrolyzers, and electrochemical compressors.

Additionally, the research group focuses on the development of electrodes for fuel cells and electrolyzers, aiming to reduce manufacturing costs through intelligent electrode architecture using various coating methods. The approach of gas diffusion electrodes is pursued with both graphitic and metallic substrates, aiming towards a reduced noble metal usage while increasing long-term stability. 

Various coating technologies are available, including ultrasonic spray coating under a controlled atmosphere, slot-die coating, and different electroplating setups for depositing metallic materials in sizes ranging from 1 cm² to over 200 cm². The group has the possibility of performing a comprehensive ex-situ electrochemical characterization. For MEA production, two hot presses are available, allowing fabrication from laboratory scale to near-industrial sizes (500 cm²). Additionally, the university has various equipment that are used for materials characterization like  X-ray-based techniques (XRF, XRD) or scanning light or electron microscopy.

Deutsch

Die Forschungsgruppe arbeitet seit über 20 Jahren an der Entwicklung und Untersuchung von kleinen bis mittelgroßen PEM-Brennstoffzellen sowie PEM- und AEM-Elektrolyseursystemen und hat bereits zahlreiche Prototypen erfolgreich realisiert. Für in-situ Untersuchungen stehen verschiedene Prüfstände zur Verfügung, die jeweils speziell für die Anforderungen einzelner Projekte entwickelt und aufgebaut wurden, wobei auf umfangreiche Erfahrung in der Entwicklung maßgeschneiderter Forschungsumgebungen zurückgegriffen wird. 

Derzeit stehen im Wasserstofflabor der Westfälischen Hochschule fünf Prüfstände sowie ein 25-kW-Elektrolyseur-Container zur Verfügung, um die System- und Materialentwicklung von Brennstoffzellen, Elektrolyseuren und elektrochemischen Verdichtern zu unterstützen.

Darüber hinaus konzentriert sich die Forschungsgruppe auf die Entwicklung von Elektroden für Brennstoffzellen und Elektrolyseure mit dem Ziel, die Herstellungskosten durch eine intelligente Elektrodenarchitektur mittels verschiedener Beschichtungsverfahren zu senken. Der Ansatz der Gasdiffusionselektroden wird sowohl mit graphitischen als auch metallischen Substraten verfolgt, um den Einsatz von Edelmetallen zu reduzieren und gleichzeitig die Langzeitstabilität zu erhöhen.

Verschiedene Beschichtungstechnologien stehen zur Verfügung, darunter Ultraschall-Sprühbeschichtung unter kontrollierter Atmosphäre, Schlitzdüsenbeschichtung und verschiedene galvanische Verfahren zur Abscheidung metallischer Materialien in Größen von 1 cm² bis über 200 cm². Die Gruppe hat die Möglichkeit, eine umfassende ex-situ elektrochemische Charakterisierung durchzuführen. Zur MEA-Fertigung stehen zwei Heißpressen zur Verfügung, mit denen MEAs vom Labormaßstab bis zu industrienahen Größen (500 cm²) hergestellt werden können. Darüber hinaus verfügt die Hochschule über verschiedene Geräte zur Materialcharakterisierung, darunter röntgenbasierte Verfahren (XRF, XRD) sowie Licht- und Rasterelektronenmikroskopie.