Ausstattung

Durch unsere langjährige Expertise mit elektrochemischen Technologien - von Brennstoffzellen über Batterien bis zur Elektrolyse und seit Neustem auch Elektrosynthese – existiert bei uns ein breites Spektrum an Methoden und Werkzeugen für die Analyse und wissensbasierte Optimierung dieser Technologien. Zur Charakterisierung elektrischer, elektrochemischer, chemischer und mikrostruktureller Eigenschaften von Materialien, Komponenten und elektrochemischen Zellenverfügen wir am IAM-ET über folgende Ausstattung:

Oberflächenbehandlung und Präparation

• Reinraumeinrichtung für Dünn- und Dickschichtpräparationen

  • Siebdruck

  • Magnetron-Sputtercoater (von Ardenne)

  • Spincoater

• Schleiflabor zur Querschnittspräparation (Trennen, Einbetten, Schleifen und Polieren)

  • Diamantdrahtsäge

  • Polier- und Schleifeinrichtungen

• Gloveboxen zur Präparation von Lithium-Ionen-Batterien unter Schutzgasatmosphäre

Werkstätten

• Elektronikwerkstatt
• Mechanische Werkstatt

Analytische Methoden zur Mikrostruktur- und Materialcharakterisierung

• Rasterelektronenmikroskop mit FIB und EDX (Zeiss)
• Micro-CT
• Hochtemperatur Röntgendiffraktometer (XRD)
• Konfokales Raman-Mikroskop (Renishaw inVia Reflex)
• Licht- und Lasermikroskope (Keyence)
• Thermische Analyse bis 1500°C (TG, DSC, Dilatometer)
• Dichtemessung

Chemische Analytik

• Hochleistungs-Flüssigkeitschromatograph (Vanquish HPLC von Thermo Fisher Scientific) mit UV-Vis-Detektor und Massenspektrometer (ESI u. APCI)
• µ-Gaschromatograph zur Operando-Analyse des Gasumsatzes in Brennstoffzellen
• Gaschromatograph mit BID-Detektor zur on-line Gasanalyse (Shimadzu Nexis GC-2030)
• Gaschromatograph mit Massenspektrometer inkl. Headspace-Applikation (Clarus 690/ Clarus SQ 8T HS-GC-MS von Perkin Elmar)
• Infrarot-Spektrometer (Nicolet iS50 FTIR von Thermo Fisher Scientific)
• Operando elektrochemisches Massenspektrometer (OEMS, EI, 1-200 amu) (OmniStar GSD 350 von Pfeiffer Vacuum)
• UV-Vis Spektralphotometer mit Doppelstrahloptik (Thermo Scientific GENESYS 150)

Messtechnik zur elektrochemischen Charakterisierung von

Brennstoffzellen und Elektrolyseuren

• Teststände zur Charakterisierung von Einzelzellen und Stacks für
  • Hochtemperatur-Brennstoffzellen und -Elektrolyseure (SOFC/SOEC)
  • Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen und -Elektrolyseure (PEM-FC/PEM-EC)
  • Untersuchung der Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Einzelzellen und stacknahen Wiederholeinheiten
  • inkrementelle (1 cm²), segmentierte und großflächige Zellen
  • SOC-Tests mit komplexen Gasmischungen (H₂/H₂O/CO/CO₂/C_nH_m/N₂/He), Reformaten und Ammoniak, Vergiftungsexperimente mit Verunreinigungen wie H₂S, SO₂
• Elektrochemische Impedanzspektroskopie zur Analyse von Transporteigenschaften und elektrochemischen Prozessen

• Operando Gasanalytik zur Bestimmung des Gasumsatzes im Brennstoffzellen- und (Ko-)Elektrolysebetrieb

Batterien

• Teststände zur Charakterisierung von Lithium-Ionen und All-Solid-State Zellen
• Lebensdaueranalyse, zyklische und kalendarische Alterung von Zellen,
• Test unterschiedlicher Zellformate - Experimentalzellen (EL-Cell) bis großformatige automotive Zellen (Rund-, Pouch- und prismatische Zellen bis 120 Ah), Strombereich (inkl. EIS): µA - 200 A
• elektrochemische Impedanzspektroskopie über weite Frequenzbereiche (mHz – MHz), Messung niederohmiger Systeme (< 1 mW), HF-Impedanzmesstechnik (< 3 GHz) für All-Solid-State Zellen
• Nonlinear Frequency Response Analysis
• Operando Gasanalytik bis 130°C für Formierungs- und Hochtemperaturbatteriegase.

Elektrokatalyse und Elektrosynthese

• Messstände für Rotierende Ring- und Scheibenelektroden (Pine Research)
• Spektro-elektrochemische Messzellen für operando Messungen mit ATR-SEIRAS (Pike Technologies / Jackfish SEC)
• Diverse Potentiostaten: Gamry 600+, 3000, 1010E, Zahner Zenium
• Diverse Messzellen für elektrochemische Messungen in Batch- und Flowbetrieb