Modifizierung von Platin-basierten Brennstoffzellen-Katalysatoren mit Ionischen Flüssigkeiten

Die Modifizierung von Brennstoffzellenkatalysatoren mit hydrophoben Ionischen Flüssigkeiten nach dem "Solid Catalyst with Ionic Liquid Layer (SCILL)" Prinzip wurde bereits in verschiedenen Arbeiten auf Basis von Pt/C-Katalysatoren untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das SCILL-Konzept auf bi- und trimetallische PtNi/C, PtNiCo/C und PtNiMo/C-Katalysatoren übertragen und zudem der Einfluss unterschiedlicher Kohlenstoffträger innerhalb eines SCILL-Systems untersucht. Neben unterschiedlichen Ionischen Flüssigkeiten wurde hierbei auch die Menge an Ionischer Flüssigkeit variiert. Weiterhin wurde das Degradationsverhalten der eingesetzten SCILL-Katalysatoren unter elektrochemischer Zyklisierung analysiert. Die Bestimmung von Aktivität und Stabilität erfolgte anhand von RDE-Experimenten. Die Ergebnisse zeigen, dass das SCILL Konzept erfolgreich auf bi- (PtNi/C) und trimetallische (PtNiCo/C und PtNiMo/C) Elektrokatalysatoren angewendet werden kann. Hierbei konnte in Abhängigkeit der Ionischen Flüssigkeit eine Erhöhung der ORR-Aktivität festgestellt werden. Die größte Aktivitätssteigerung konnte mit der Ionischen Flüssigkeit [MTBD][BETI] erzielt werden. Bei der Variation der Kohlenstoffträger zeigte sich, dass das SCILL Konzept auf alle getesteten Kohlenstoffträger (Ketjenblack, Vulcan, Nanotubes) angewendet werden konnte und hierbei vergleichbare Aktivitätstrends resultierten. Bei Stabilitätsuntersuchungen wurde festgestellt, dass Ionische Flüssigkeiten aufgrund eines hohen Metallauflösungsvermögens jedoch auch einen negativen Einfluss auf die Stabilität von trimetallischen Systemen haben können