Einsatz von Poly(3,4-ethylendioxithiophen) als Katalysatorträger und Methanolbarriere in der Anode der Direktmethanol-Brennstoffzelle

Diese Arbeit ist auf die Weiterentwicklung der DMFC-Anode fokussiert. Hierbei wird zum einen der herkömmliche VulcanXC72-Katalysatorträger durch das leitfähige Polymer PEDOT bzw. PEDOT-PSS ersetzt. Aufgrund dessen gemischter ionischer und elektronischer Leitfähigkeit wird eine erhöhte Katalysatornutzung für die methanol oxidation erwartet. Zur Vereinfachung soll lediglich Pt als Katalysator eingesetzt werden. Das elektrochemische Verhalten der leitfähigen Polymere wird zunächst ohne Katalysator in Halbzellenexperimenten mittels zyklischer Voltammetrie und Impedanzspektroskopie untersucht. Hierbei stehen die Ladungskapazität, die Zyklisierbarkeit, das Onset-Potential der Oxidation sowie die Impedanz des leitfähigen Polymers im Vordergrund. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse wird das am besten geeignete System als Trägermaterial für den Pt- Katalysator ausgewählt. Im zweiten Teil dieser Arbeit wird die elektrochemische Aktivität der auf Pt–PEDOT basierenden Anoden-Reaktionsschicht hinsichtlich der Methanoloxidation in der Halbzelle und in der DMFC beurteilt. Zum anderen wird zur Reduzierung des Methanol-Crossovers die Nafion-Membran mit einem PEDOT- Film modifiziert und anschließend mit zwei kommerziellen Elektroden in der DMFC hinsichtlich des Polarisations- bzw. Methanoldiffusions-Verhaltens getestet.