Wasserstoff

Das Fraunhofer IMWS hat eine Vorreiterrolle bei Forschung und Entwicklung für den industriellen Einsatz von Grünem Wasserstoff. Die aktuellen Arbeiten zielen vor allem darauf ab, sichere Materialien, Komponenten und Systeme für die Wasserstoffwirtschaft zur Verfügung zu stellen sowie Investitions- und Betriebskosten beim Einsatz von Grünem Wasserstoff zu reduzieren. Da die Erzeugung und Speicherung von hochreinem Wasserstoff erhebliche Anforderungen an die Werkstoffe stellt, ist exzellentes Know-how in der Materialcharakterisierung und Diagnostik eine wichtige Voraussetzung. Vor allem mit Hilfe von mikrostrukturellen Verfahren analysieren und charakterisieren wir daher Materialien und Komponenten. Das umfasst den gesamten Prozess von der Erzeugung (Materialauswahl, Materialentwicklung, Leistungselektronik) über Speicherung (Hochdrucktanks) und Transport (Leitungen) bis hin zur Nutzung (Sensorbauteile, Aufklärung von Alterungseffekten) sowie der Integration ins Energiesystem (techno-ökonomische Bewertungen, Machbarkeitsanalysen, Simulation, Systemdesign). Der Schwerpunkt liegt dabei auf Rückschlüssen aus den Materialeigenschaften auf das Einsatzverhalten von Elektrolyse- und Brennstoffzellenkomponenten sowie Materialwechselwirkungen. Durch die Zusammenarbeit der verschiedenen Geschäftsfelder des Instituts kann ein einzigartiges Angebot gemacht werden, das In-situ-Diagnostik mit Mikrostrukturdiagnostik verbindet und in Zusammenarbeit mit Partnern auch elektrochemische Bewertungen umfassen kann. Zudem kooperiert das Fraunhofer IMWS eng mit den Fraunhofer Hydrogen Labs sowie dem Leistungs- und Transferzentrum Chemie- und Biosystemtechnik.

Wir bieten:

Bewertung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Materialien, Komponenten und Systemen für Elektrolyseure und Brennstoffzellen

Fehleranalyse und Rückkopplung sowohl zum Material- und Systemdesign als auch zum Produktionsprozess

Optimierte Leistungselektronik für Elektrolysetechnologien

Hochauflösende Materialanalyse mittels REM/EDX, TEM und Tomographie, einschließlich Probenpräparation und Datenaufbereitung

Entwicklung und Auswahl geeigneter gassensitiver Schichten

Entwicklung leistungsfähiger Materialien für die verschiedenen Elektrolyseverfahren

Defektdiagnostik Elektrolyseur & Brennstoffzelle

What went wrong?
 
  • Identifizierung von Fehlerursachen und Defektmechanismen von „Groß zu Klein“
  • Dreiklang: großflächige Analysemethoden (MFI), optimierte Zielpräparation und hochauflösende Diagnostik

Begleitung der Entwicklung optimierter Materialien und Prozesse

Microstructure and materials by design
 
  • Entwicklungsprozesse beschleunigen durch gezielteres Produkt- und Materialdesign
  • Entwicklung eines tiefgreifenden Verständnisses relevanter Material- und Prozessparameter

Qualitätskontrolle in Produktion und Betrieb

Will it go wrong?
 
  • Entwicklung und Erprobung neuer inline und in-situ Methoden (z.B. MFI, Spektroskopie)
  • Etablierung von produktionsbegleitender Material- und Mikrostrukturdiagnostik

Unsere Forschungsthemen

 

Elektrolyse und Brennstoffzellen

 

Wasserstofftanks

 

Wasserstoff-Sensoren

 

Photoelektrochemische Zellen

 

Grüne H2-Systeme

 

Leistungselektronik für H2-Anwendungen