Unser Projekt wird durch die Notwendigkeit angetrieben, die Effizienz der Wasserelektrolyse für nachhaltigen Wasserstoff zu optimieren – ein Prozess, dessen Erfolg maßgeblich vom Verhalten von Gasblasen an Elektroden abhängt. Wir untersuchen systematisch die Blasendynamik von Nukleation über Wachstum bis zur Ablösung und analysieren die wirkenden Kräfte einschließlich Auftrieb, elektrischer Felder und Marangoni-Effekte. Unsere Forschungsarbeiten umfassen die Oberflächenfunktionalisierung durch Elektroabscheidung und Laserstrukturierung zur Steuerung von Benetzbarkeit und Topographie sowie die Strömungsoptimierung mittels Magnetohydrodynamik und innovativer Zellendesigns, auch unter Mikrogravitationsbedingungen. Das Ziel ist die Entwicklung effizienterer Systeme durch schnellere Blasenentfernung, reduzierte Energieverluste und leistungsfähigere elektrokatalytische Materialien für nachhaltige Energietechnologien.
Unser Forschungsteam bearbeitet folgende Schwerpunkte:
- Blasendynamik: Unsere Arbeiten ermöglichen ein
tiefgreifendes Verständnis der fundamentalen Mechanismen von Wasserstoff- und Sauerstoffblasenbildung, -wachstum und -ablösung. - Oberflächenfunktionalisierung: Unsere Ergebnisse
belegen den entscheidenden Einfluss von Oberflächeneigenschaften, insbesondere Benetzbarkeit und Topographie, auf die Blasendynamik und die Gesamteffizienz des Elektrolyseprozesses. - Strömungsoptimierung: Wir untersuchen den kritischen Einfluss der Elektrolytströmung auf Blasenverhalten und elektrochemische Performance,
einschließlich der Charakterisierung von Temperatur- und Geschwindigkeitsfeldern sowie deren Auswirkungen auf die Blasenentstehung. - Blasenentfernung: Unsere Forschung evaluiert verschiedene Strategien zur effektiven Blaseneliminierung, die für die Steigerung der Elektrolyseeffizienz
durch Reduktion von Elektrodenblockierung und
ohmschen Verlusten wesentlich ist.
