Pětivrstvá MEA pro PEMWE o aktivní ploše MEA 225 cm2 - 5-MEA225

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F05199956%3A_____%2F25%3AN0000001" target="_blank" >RIV/05199956:_____/25:N0000001 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="http://www.leancatwe.com" target="_blank" >http://www.leancatwe.com</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Pětivrstvá MEA pro PEMWE o aktivní ploše MEA 225 cm2 - 5-MEA225

Popis výsledku v původním jazyce

Pětivrstvá membránová sestava MEA pro elektrolytické svazky vodních elektrolyzérů typu PEM je tvořena membránou PEM a katalytickými vrstvami s aktivními nanočásticemi Ir pro anodu a Pt pro katodu. Elektrokatalyzátor s iridiem byl na PEM nanesen tiskařskou hlavou kombinující metody Slot Die a Spiral Rod. Elektrokatalyzátor s Pt byl vesen vrstvou GDL. Okraje MERA byly vyztuženy foliemi, tzv subgaskety, vytvářejícími operně plochy pro těsnění. Aktivní plocha MEA má tvar 150 x 150 mm (225 cm2). Jako protonově výměnná membrána PEM byla použita membrána Nafion 212. Katalyzátorový inkoust byl připraven dispergováním 1 g Ir černě v 10 ml disperze ionomeru Nafion (10 hmot. %, D1020, Chemours). Směs byla předem ručně smíchána a následně homogenizována pomocí ultrazvukového sondového přístroje pracujícího v pulzním režimu (0,5 s zapnuto / 0,5 s vypnuto) po dobu 20 minut. Sonikace byla provedena v ledové lázni, aby se omezil nárůst teploty a zabránilo se tepelné degradaci ionomeru a aglomeraci katalyzátorových částic. Výsledný inkoust vytvořil stabilní a homogenní disperzi vhodnou pro následnou výrobu elektrod. Množství katalyzátoru bylo stanoveno s použitím polyethylentereftalátové (PET) fólie jako referenčního substrátu. Čistá PET fólie byla nejprve zvážena pomocí analytických vah, poté potažena katalyzátorovým inkoustem a po vysušení znovu zvážena. Rozdíl hmotností byl normalizován na potaženou geometrickou plochu, aby se získalo celkové množství inkoustu. Množství ir černé bylo poté vypočítáno korekcí na obsah ionomeru v inkoustu. Po nanesení byla potažená PET fólie sušena na vzduchu za okolních podmínek a následně sušena ve vakuové peci při 60 °C po dobu 1 hodiny, aby se zajistilo úplné odstranění rozpouštědla. Výsledné zatížení Ir bylo přibližně 1,3 mgIr cm-2. Katalytická vrstva na samotné membráně (Nafion NR-212, tloušťka 50,8 µm) byla měřena mikrometrem na několika místech – tloušťka se pohybovala v rozmezí 40-50 µm.

Název v anglickém jazyce

5 layer MEA for PEMWE with active surface 225cm2 - 5-MEA225

Popis výsledku anglicky

The five-layer MEA membrane assembly for electrolytic bundles of PEM-type water electrolyzers consists of a PEM membrane and catalytic layers with active Ir nanoparticles for the anode and Pt for the cathode. The iridium electrocatalyst was deposited on the PEM using a print head combining the Slot Die and Spiral Rod methods. The Pt electrocatalyst was coated with a GDL layer. The edges of the MERA were reinforced with foils, so-called subgaskets, creating supporting surfaces for the seal. The active area of ​​the MEA has a shape of 150 x 150 mm (225 cm2). The Nafion 212 membrane was used as the PEM proton exchange membrane. The catalyst ink was prepared by dispersing 1 g of Ir black in 10 ml of Nafion ionomer dispersion (10 wt. %, D1020, Chemours). The mixture was pre-mixed manually and then homogenized using an ultrasonic probe device operating in pulse mode (0.5 s on / 0.5 s off) for 20 min. Sonication was performed in an ice bath to limit the temperature rise and prevent thermal degradation of the ionomer and agglomeration of catalyst particles. The resulting ink formed a stable and homogeneous dispersion suitable for subsequent electrode fabrication. The amount of catalyst was determined using polyethylene terephthalate (PET) film as a reference substrate. The clean PET film was first weighed using an analytical balance, then coated with the catalyst ink and reweighed after drying. The weight difference was normalized to the coated geometric area to obtain the total amount of ink. The amount of IR black was then calculated by correcting for the ionomer content of the ink. After deposition, the coated PET film was air-dried at ambient conditions and subsequently dried in a vacuum oven at 60 °C for 1 h to ensure complete removal of the solvent. The resulting Ir loading was approximately 1.3 mgIr cm-2. The catalytic layer on the membrane itself (Nafion NR-212, thickness 50.8 µm) was measured with a micrometer at several locations – the thickness ranged from 40-50 µm.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

21001 - Nano-materials (production and properties)

Projekt

<a href="/cs/project/FW06010658" target="_blank" >FW06010658: Vodní elektrolyzéry s protonově vodivou membránou pro výrobu zeleného vodíku</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

FW06010658-V2

Číselná identifikace

G - funkční vzorek je popsán v ZZ 2025 FW06010658-V1

Technické parametry

Pětivrstvá membránová sestava MEA pro elektrolytické svazky vodních elektrolyzérů typu PEM je tvořena membránou PEM a katalytickými vrstvami s aktivními nanočásticemi Ir pro anodu a Pt pro katodu. Elektrokatalyzátor s iridiem byl na PEM nanesen tiskařskou hlavou kombinující metody Slot Die a Spiral Rod. Elektrokatalyzátor s Pt byl vesen vrstvou GDL. Okraje MERA byly vyztuženy foliemi, tzv subgaskety, vytvářejícími operně plochy pro těsnění. Aktivní plocha MEA má tvar 150 x 150 mm (225 cm2). Jako protonově výměnná membrána PEM byla použita membrána Nafion 212. Množství katalyzátoru bylo stanoveno s použitím polyethylentereftalátové (PET) fólie jako referenčního substrátu. Čistá PET fólie byla nejprve zvážena pomocí analytických vah, poté potažena katalyzátorovým inkoustem a po vysušení znovu zvážena. Rozdíl hmotností byl normalizován na potaženou geometrickou plochu, aby se získalo celkové množství inkoustu. Množství ir černé bylo poté vypočítáno korekcí na obsah ionomeru v inkoustu. Po nanesení byla potažená PET fólie sušena na vzduchu za okolních podmínek a následně sušena ve vakuové peci při 60 °C po dobu 1 hodiny, aby se zajistilo úplné odstranění rozpouštědla. Výsledné zatížení Ir bylo přibližně 1,3 mgIr cm-2. Katalytická vrstva na samotné membráně (Nafion NR-212, tloušťka 50,8 µm) byla měřena mikrometrem na několika místech – tloušťka se pohybovala v rozmezí 40-50 µm.

Ekonomické parametry

Výsledek Gfunk je základem pro další vývoj komerční MEA kde bude uplatněn tisk Slot Die - Spiral Rod. Ekonomické parametry závisí na výsledku jednání se zájemci o licence. V případě uzavření licence se bude jednat o příslušný zisk.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

21528110

Název vlastníka

LEANCAT ELECTROLYZERS s.r.o.

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

http://www.leancatwe.com