Verfahrenstechnik 11/2024

PERSPEKTIVE GREEN

PERSPEKTIVE GREEN HYDROGEN: BIPOLARPLATTEN AUF KOHLENSTOFFBASIS Die Proton-Exchange-Membran-Elektrolyse gilt als ein vielversprechender Weg zu grünem Wasserstoff. Allerdings ist sie momentan noch wenig wirtschaftlich. Ein Grund: Eine ihrer Schlüsselkomponenten – die Bipolarplatte – besteht in der Regel aus Titan. Titan überzeugt durch seine Korrosionsbeständigkeit bei der Elektrolyse, ist aber aufgrund aufwendiger Gewinnung und Verarbeitung teurer als andere Metalle. Dass Bipolarplatten auf Kohlenstoffbasis eine kosteneffizientere und zugleich skalierbare Alternative sein können, haben Forschende des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik Umsicht und der Ruhr-Universität Bochum herausgefunden. Im Fokus ihrer Untersuchungen stand eine neue kohlenstoffbasierte Bipolarplatte – entwickelt und patentiert bei Fraunhofer Umsicht. Sie besteht aus einer thermoplastischen polymergebundenen Kohlenstoffmatrix mit leitfähigen Additiven wie Ruß und Graphit und wird in einem Pulver-zu-Rolle-Verfahren hergestellt. Material und Produktionsprozess ermöglichen die kontinuierliche Fertigung einer Bipolarplatte, die sowohl leicht zu bearbeiten als auch verschweißbar ist und bereits kommerzielle Anwendung im Bereich der Redox-Flow-Batterien findet. Diese Bipolarplatte und eine Bipolarplatte aus Titan haben die Forschenden umfassenden Ex-situ-und In-situ-Tests unterzogen. Bei den Ex-situ-Untersuchungen führten sie elektrochemische Korrosionsstudien durch, analysierten dann die Korrosion in Rasterelektronenmikroskop-Bildern und maßen den Gewichtsverlust der Bipolarplatte auf Kohlenstoffbasis, um die Eignung für reale Anwendungen und die Wahl der Parameter zu bewerten. Bei den In-situ-Tests wurden die Bipolarplatten über 500 Stunden lang beschleunigten Alterungstests mit wechselnden Stromdichten zwischen 1 und 3 A cm -2 ausgesetzt. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter dem Titel „Bipolar Plates in PEM Water Electrolysis: Bust or Must?“ in der Zeitschrift Advanced Energy Materials veröffentlicht. Im Kern haben sie herausgefunden, dass die Bipolarplatte auf Kohlenstoffbasis eine Alterungsrate im niedrigen Bereich von µV h -1 hat und damit eine vielversprechende Leistung zeigt. Damit kann sie durchaus mit Titan-Bipolarplatten konkurrieren und stellt eine wesentlich kostengünstigere Alternative dar. Ein weiterer Vorteil: Aufgrund ihrer Materialeigenschaften wie der Verschweißbarkeit ermöglicht sie ganz neue Designs für PEM-Elektrolyseure. Das Potenzial, Titan-Bipolarplatten im PEM-Elektrolyse-Stack zu ersetzen und die Elektrolyse gleichzeitig skalierbar zu machen ist also definitiv vorhanden. Jetzt gilt es, das neue Material weiter zu untersuchen und ggfs. zu optimieren, um die Kosten der Elektrolyse weiter zu senken und dadurch die Produktion von grünem Wasserstoff wirtschaftlicher zu gestalten. Originalveröffentlichung: Leonard Messing, Kevinjeorjios Pellumbi, Lucas Hoof, Niklas Imming, Steffen Wilbers, Lukas Kopietz, Michael Joemann, Anna Grevé, Kai junge Puring, Ulf-Peter Apfel: Carbon Bipolar Plates in PEM Water Electrolysis: Bust or Must?, in: Advanced Energy Materials. https://s.fhg.de/u87 Bild: Fraunhofer Umsicht www.umsicht.fraunhofer.de 6 VERFAHRENSTECHNIK 2024/11 www.verfahrenstechnik.de

NACHRICHTEN NAMUR- HAUPTSITZUNG Die Namur-Hauptsitzung findet am 21. und 22.11.2024 in Neuss statt. Auf dem Kongress treffen sich über 650 Führungskräfte aus der Industrie, Fachexperten und Automatisierungsanbieter. Sie werden sich über die neuesten Entwicklungen in der Automatisierungstechnik für die Verfahrenstechnik informieren. Namur-Vorstandsvorsitzender Felix Hanisch erklärt: „Unsere Hauptsitzung bietet Branchenführern eine Plattform, um sich über die neuesten Entwicklungen in der Automatisierungstechnik zu informieren und zu erfahren, wie sie diese Fortschritte zur Verbesserung ihrer Anlagen einsetzen können. Wir begrüßen Emerson als Sponsor unserer Veranstaltung und freuen uns darauf, mehr über Technologien und Strategien zu erfahren.“ Im Rahmen des Konferenzprogramms mit Vorträgen zur Prozessindustrie wird der Verband über die Herausforderungen und Best Practices bei der Anwendung moderner Automatisierungsarchitekturen, Technologien und Software informieren. Verschiedene Workshops und Ausstellungen runden das Programm ab. Der Namur ist der internationale Verband der Anwender von Automatisierungstechnik und Digitalisierung der Prozessindustrie. www.namur.net AUS- UND WEITERBILDUNG Ifm investiert in die Ausbildung und Qualifizierung. 20 Mitarbeitende haben ein Schulungsprogramm in der hauseigenen Lernfabrik durchlaufen und nun die Ausbildungen zur Ifm-Fachkraft Elektronik und zum IHK-Industrieelektriker/in Geräte und Systeme abgeschlossen. Seit 2017 bietet das Unternehmen seiner Belegschaft die Weiterbildung zur Ifm-Fachkraft Elektronik am Produktionsstandort in Tettnang an. Die Qualifizierung besteht aus drei Modulen: Grund-, Aufbau- und Anwendungsschulung. Die behandelten Themen reichen von den Grundlagen der Elektro- und Automatisierungstechnik bis hin zur Messtechnik. Wer die Ausbildung zur Fachkraft Elektronik abgeschlossen hat, erhält die Möglichkeit, eine Ausbildung zur IHK-Industrieelektriker/in Geräte und Systeme anzuschließen. Die externe Prüfung findet beider IHK Bodensee-Oberschwaben statt. www.ifm.com JETZT FACHBEITRAG FÜR SMSI EINREICHEN SICHERHEIT IM FOKUS HYGIENIKER Der AMA Verband für Sensorik und Messtechnik lädt zur Einreichung von Fachbeiträgen für die internationale Konferenz Sensor and Measurement Science International (SMSI) 2025 ein. Die SMSI findet vom 6. bis 8. Mai 2025 in Nürnberg statt, und zwar in Verbindung mit der Fachmesse Sensor und Test 2025. Der Einsendeschluss für Vorträge und Poster für die SMSI ist der 15. November 2024. Laut Veranstalter bring die SMSI 2025 internationale Experten aus Forschung, Wissenschaft und Industrie zusammen. Dabei konzentriert sie sich auf zwei wesentliche Säulen: Sensorik und Instrumentierung sowie Messtechnik und Metrologie. Forscher, Wissenschaftler und Fachleute aus der Industrie sind eingeladen, bis zum 15. November 2024 eine kurze Beschreibung ihrer Präsentation oder ihres Posters in englischer Sprache einzureichen. Weitere Informationen zur Konferenz, den Themen und den Teilnahmebedingungen finden Sie unter diesem Shortlink: bit.ly/4f0sjZR. www.ama-sensorik.de Woran denken Hygieniker in der Pharmaproduktion? An sauber, sicher, zertifiziert und an COG: Denn Pharma stellt maximale Ansprüche an unsere Hochleistungs-Dichtstoffe, an Expertise, Produktbreite, -verfügbarkeit und globale Compliance. • Spezialcompounds für maximale Zuverlässigkeit • Geprüft und zertifiziert für die Pharma-Industrie • Bewährt bei Hygienic Design, CIP- und SIP-Prozessen Für Dichtungslösungen ohne Risiken und Nebenwirkungen: info@cog.de oder 04101-5002-0 www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 2024/11 7 COG.de