Die PEM-Wasserelektrolyse ist eine vielversprechende
Technologie zur Wasserstoffproduktion aufgrund ihrer Fähigkeit schnell auf Dynamiken zu reagieren, die
aufgrund der Fluktuation von erneuerbaren Energien
entstehen. In der Process Systems Engineering (PSE)
Gruppe am Max-Planck-Institut für Dynamik Komplexer Technischer Systeme in Magdeburg erforschen wir,
welche essentiellen Degradationsmechanismen bei
unterschiedlicher, dynamischer Betriebsweise die Alterung der Elektrolysezelle beeinflussen. Besonderes
Augenmerk liegt hierbei auf der Iridium Katalysatordegradation auf der Anodenseite, welche insbesondere
bei künftig angestrebter niedriger Katalysatorbeladung
eine wichtige Rolle spielt. Auf Ebene der Halbzelle untersuchen wir fundamentale Reaktionsmechanismen
der Oxygen Evolution Reaction (OER) und damit einhergehende Katalysatorkorrosionsvorgänge.
Mit diesem Verständnis erforschen wir auf der Vollzellenebene, wie sich diese Mechanismen auf den realen
Elektrolysebetrieb auswirken können. Um die hohe
Komplexität der sich gegenseitig beeinflussenden
Vorgänge in der Elektrolysezelle besser zu verstehen
setzen wir, in Zusammenarbeit mit unterschiedlichen
Projektpartnern, insbesondere auf die Verbindung
experimenteller Untersuchung mit mathematischer
Modellierung und Simulation. Mathematische Modelle
können dann im nächsten Schritt auch als Grundlage
für numerische Optimierung und zur Lebenszyklusabschätzung dienen. Im Kontext des Projekts Energieregion Staßfurt arbeiten wir zudem an der dynamischen Modellierung eines vollständigen Elektrolysesystems mit allen dazugehörigen Komponenten.
