Kundenreferenz: Korrosion an Bipolarplatten

Siemens Energy ist ein führendes Unternehmen im Bereich der Energieerzeugung und -übertragung. Seit vielen Jahren setzt das Team "Corrosion and Materials" für Korrosionsexperimente an Bipolarplatten auf Potentiostaten von Metrohm. Die Korrosionsmessplätze ermöglichen eine effiziente Vorqualifikation von Metallen und Beschichtungen, wodurch die Anzahl von kostspieligen und zeitaufwendigen Elektrolyseversuchen stark reduziert werden kann.

Korrosionsuntersuchungen mit Metrohm Potentiostaten

Team Corrosion and Materials Siemens Energy

Ein Teil des Teams „Corrosion and Materials"

Siemens Energy deckt das gesamte Spektrum der Energielandschaft ab – von konventioneller bis hin zu erneuerbarer Energie, einschließlich Netztechnik, Energiespeicherung und der Elektrifizierung komplexer Industrieprozesse. Das Ziel ist, Unternehmen und Länder mit den nötigen Lösungen zu unterstützen, um eine zuverlässige, bezahlbare und nachhaltige Energieversorgung zu gewährleisten.

Im Bereich Sustainable Energy Systems – Module Electrochemistry untersucht das Korrosionsteam um Dr. Florian Kessler das Korrosionsverhalten von Materialien und Beschichtungen unter anderem für Bipolarplatten, die wichtige Komponenten in Brennstoffzellen und Elektrolyseuren sind. Vier unabhängige Messplätze ermöglichen dem Team Korrosionsexperimente schnell und kostengünstig durchzuführen. Dabei kommen die Potentiostaten mit Impedanzmodul von Metrohm, zusammen mit einem Ofen, zum Einsatz.

Die Wahl fiel auf Metrohm Potentiostaten, da Siemens Energy diese bereits seit vielen Jahren einsetzt und die Zufriedenheit immer sehr hoch war. Außerdem waren Metrohm-Geräte noch aus der Forschungsarbeit an der Universität bekannt. Zudem erleichterte die Einarbeitung in das doch recht komplexe Thema der elektrochemischen Impedanzspektroskopie ein Kurs bei Metrohm in Filderstadt.

Vier Korrosionsmessplätze bestehend aus je einem Metrohm Potentiostaten mit Impedanzmodul, einem Laptop und einem Ofen

Materialien und Beschichtungen für Bipolarplatten sollten minimalen Ionenaustrag aufgrund von Korrosionseffekten aufweisen, da die entstehenden Korrosionsprodukte die Protonenaustauschmebranen des Elektrolyseurs belegen und dadurch den Wirkungsgrad erniedrigen können. Um dies zu vermeiden, werden Materialien und Beschichtungen eingesetzt, deren Korrosionseigenschaften über elektrochemischen Experimente bestimmt werden.

Dabei werden bei Siemens Energy in einer Korrosionsmesszelle potentiodynamische und potentiostatische Versuche durchgeführt. Weiterführende Informationen zum Korrosionsverhalten werden durch elektrochemische Impedanzspektroskopie erzielt. Zusätzlich zu den mit den Potentiostaten aufgezeichneten Messdaten werden anschließend an die Korrosionsexperimente auch noch die Oberfläche der Probe (Lichtmikroskopie, REM/EDX, ICR,…) und die Elektrolytzusammensetzung analysiert. Nur Materialien oder Beschichtungen, die in den elektrochemischen Versuchen vielversprechende Ergebnisse liefern werden in nachfolgenden Elektrolysetests untersucht.

Weiterführende Informationen:

Grundlagen der elektrochemischen Korrosionsforschung

Elektrochemische Korrosionsstudien an verschiedenen Metallen

Mehr zur modularen Baureihe für Forschungszwecke von Metrohm

Anwenderfreundliches Arbeiten mit der NOVA Software

Die vollständige Kontrolle über alle experimentellen Gesichtspunkte bietet die leistungsstarke und intuitive NOVA Software. Im Team "Corrosion and Materials" bei Siemens Energy trifft sie vor allem in puncto Anwenderfreundlichkeit auf Beliebtheit. Ein einfacher Datenexport und die Verknüpfung aller Messplätze sind weitere Features, die die Arbeit erleichtern. Während bei anderen Anbietern Skripte geschrieben werden müssen, ist eine individuelle Methodenanpassung durch Drag & Drop mit NOVA möglich.

Auch bei Fragen zur Software steht der Support jederzeit zur Verfügung und Metrohm-Spezialist:innen unterstützen bei spezifischen Anliegen. Zudem sind On-Demand-Webinaren zum Thema Korrosion kostenfrei verfügbar.

Erwähnte Produkte

Exkurs

Bipolarplatten dienen als Trennschichten zwischen den einzelnen Zellen und erfüllen mehrere Funktionen, wie beispielsweise Leitfähigkeit, Gasverteilung, Kühlung und strukturelle Unterstützung. Das heißt sie bieten mechanische Stabilität und sorgen dafür, dass die Zellen dicht aneinander gepresst bleiben.

Bipolarplatten können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, darunter Metall oder Verbundwerkstoffe. Die Wahl des Materials beeinflusst die Effizienz, Haltbarkeit und Kosten der Brennstoffzellen oder Elektrolyseure.

Die Protonenaustauschmembran (engl. proton exchange membrane, PEM) - Elektrolyseure werden zur Wasserelektrolyse verwendet und damit in der Produktion von grünem Wasserstoff eingesetzt. Dieser findet wiederum Anwendung in Brennstoffzellenfahrzeugen, industriellen Prozessen und bei der Energiespeicherung. Insgesamt spielt die Protonenaustauschmembran eine entscheidende Rolle bei der Effizienz und Leistungsfähigkeit von PEM-Elektrolyseuren und trägt zur Förderung nachhaltiger Energielösungen bei.