Für die Energiewende spielen Technologien zur Erzeugung von Wasserstoff aus regenerativen Energiequellen eine wichtige Rolle. Bei der Elektrolyse zur Spaltung von Wasser beeinflusst das Verhalten der entstehenden Wasserstoff- und Sauerstoffblasen ganz wesentlich die Prozesseffizienz. Jedoch ist die Dynamik der Gasblasen noch nicht vollständig verstanden. Erst unlängst wurde in der Literatur auf den möglichen Einfluss kapillarer und elektrischer Kräfte hingewiesen.
In unserem Projekt beschäftigen wir uns im Detail mit der Dynamik von bei der Elektrolyse an Mikroelektroden entstehenden Wasserstoffblasen. Wir untersuchen die auf die Blasen wirkenden elektrischen Kräfte, um diese genauer zu quantifizieren, sowie ebenfalls den Einfluss von Marangonieffekten und Koaleszenzphänomenen. Wir verwenden optische Hochgeschwindigkeits- und elektrochemische Methoden, um die schnelle Dynamik der Blasen in unseren Testzellen zu erfassen, und komplementieren die Untersuchungen mit numerischen Simulationen.
Zur Durchführung der Elektrolyse-Experimente in unseren Testzellen nutzen wir ebenfalls Parabelflüge, bei denen periodisch Phasen der Schwerelosigkeit und der Hypergravitation auftreten. Hierdurch können die genannten Effekte genauer und selektiv untersucht werden, da die Schwerebeschleunigung die Dynamik der Gasblasen wesentlich beeinflusst. Ebenfalls können hierbei Erkenntnisse zur Verbesserung der Ablösung von Gasblasen in Raumfahrt-Anwendungen gewonnen werden.
