Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP
Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP

Forschungsinfrastruktur H2-Materialdiagnostik

Multimethodenansatz zur Charakterisierung von H2-Elektrolyseuren
© Fraunhofer CSP
Von großen Proben bis hin zur atomaren Auflösung – unser multimethodischer Ansatz liefert alle Informationen, die über die Komponenten von H2-Elektrolyseuren benötigt werden.
  • Multimethodenansatz: Unsere Charakterisierungsmethoden decken H2-Elektrolyseurkomponenten über einen Größenbereich von Metern bis Nanometern ab und liefern entscheidende Einblicke von großen Proben bis hin zur atomaren Auflösung.

  • Fragen? Kontaktieren Sie direkt unsere Methodenexperten für Anfragen zu spezifischen Techniken über unser KONTAKTFORMULAR.

  • Modernste Ausstattung: Wir bieten ein umfassendes Spektrum an fortschrittlichen Werkzeugen und Methoden, um alle Charakterisierungsaspekte Ihrer H2-Projekte zu adressieren, von der Grundlagenforschung bis hin zu Fertigung oder Qualitätssicherung:

Mikrostrukturdiagnostik

Plasma-FIB für die fortgeschrittene Querschnitts- und TEM-Lamellenpräparation
© Fraunhofer CSP
Plasma-FIB für die fortgeschrittene Querschnitts- und TEM-Lamellenpräparation
  • REM: Rasterelektronenmikroskopie
  • TEM: Transmissions-Elektronenmikroskopie mit hochempfindlichem EDX-Detektor
  • FIB: Fokussierte-Ionenstrahl-Technik (Ga+ oder Plasma)
  • XTM: Röntgen-Transmissionsmikroskopie
  • µCT und CT: Computertomographie mit 3D-Rekonstruktion
  • SnV: Slice-and-View mit FIB-SEM und 3D-Rekonstruktion
  • AFM: Rasterkraftmikroskopie
  • SAM: Akustische Mikroscopie

Materialanalytik

UHV-Kammer des ToF-SIMS
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In der UHV-Kammer des ToF-SIMS wird mit Hilfe von Ionensputterquellen die chemische Zusammensetzung einer Probe bestimmt.
  • XRD: Röntgenpulverdiffraktometrie
  • XRF: Röntgenfluoreszenzanalyse
  • EDX: Energie-dispersive Röntgenspektroskopie bei SEM oder TEM
  • XPS: Röntgenphotoelektronenspektroskopie
  • ToF-SIMS: Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie
  • andere MS: Massenspektroskopie-Techniken
  • ICP-MS: Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma
  • GD-MS: Gasentladungs-Massenspektrometrie
  • GC-MS: Gaschromatographie-Massenspektrometrie
  • ICP-OES: optische Emissionsspektrometrie mittels induktiv gekoppelten Plasmas
  • LIBS: Laserinduzierte Plasma-Spektroskopie
  • TGA: Thermogravimetrische Analyse
  • RGA: Residualgasanalyse
  • NMR: Kernspinresonanzspektroskopie

Optische Methoden

PTL eines PEM-Stacks, analysiert mit einem optischen Mikroskop.
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PTL eines PEM-Stacks, analysiert mit einem optischen Mikroskop.
  • Mikroskopie: (optisch, NIR, Laserscanning, 3D, Transmissionsmikroskopie)
  • Raman: Raman-Spektrometer (Mikro- und Makro-Raman)
  • UV-Vis-NIR Fluoreszenz-Spektrometrie
  • FT-IR: Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer
  • Höhenmessung: Optisches Profilometer
  • Spektroskopische Ellipsometrie
  • Hyperspektrale Bildgebung
  • WLT: Weißlichtinterferometrie

Elektrische Charakterisierung

4-Spitzen-Messung mit elektrischen Mikromanipulatoren
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4-Spitzen-Messung mit elektrischen Mikromanipulatoren.
  • Mikro-Kontaktierung: Widerstand, I-V-Kurven und 4-Punkt-Messungen
  • Widerstandsmessung unter variablem Druck: In-Plane und Through-Plane
  • TLM: Transfer Length Method zur Bestimmung des Kontaktwiderstands
  • ECT: Wirbelstromprüfung
  • MFA: Magnetfeldanalyse
  • EBAC: Elektronenstrahl-Absorptions-Strommessung (im REM)
  • EIS: Elektrochemische Impedanzspektroskopie (variable AC-Frequenzen)

Thermografische Verfahren

Lock-in-Thermografie einer CCM
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Lock-in-Thermografie einer CCM.
  • LIT: Lock-In-Thermografie
  • HV-LIT: Hochspannungs-Lock-In-Thermografie
  • VACE-LIT: Lock-In-Thermografie mit variabler AC-Frequenz-Anregung
  • H2-LIT: Lock-In-Thermographie mit katalytischer Wärmeentwicklung durch gepulste H2-Zugabe (zur empfindlichen Detektion von Mikrolöchern)

Materialprüfung, beschleunigte Stresstests, Alterungsexperimente

Prüfstand mit acht Autoklaven für beschleunigte Belastungstests und Alterungsexperimente.
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Prüfstand mit acht Autoklaven für beschleunigte Belastungstests und Alterungsexperimente.
  • Mechanische Prüfung: (Zugversuche, Druckverformung, Elastizitätsmodul, Bruchdehnung, Mikroindentation)
  • Chemische Prüfung in Autoklaven: (variable Druck-, Temperatur-, Säurebedingungen für Auslaugexperimente, Leck- und Durchlässigkeitsraten, Ionenfreisetzungen und mehr)
  • Beschleunigte Stresstests: anpassbar (kann obige Verfahren einschließen)

Laser-Bearbeitung

Selektive Laserablation einer bipolaren Platte (BPP) mit ultrakurzen fs-Pulsen.
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Selektive Laserablation einer bipolaren Platte (BPP) mit ultrakurzen fs-Pulsen.
  • Laser mit ultra-kurzen Pulse (fs) und kurze Pulse (ns): für selektive Laserablation und Hochdurchsatzpräparation (Möglichkeit zur Gasanalytik) oder Probenstrukturierung