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Unsere Forschungsexperten

Dr. Ulrich Berner

Verbesserte Leistung und verringerte Degradation von zukünftigen PEM-Brennstoffzellen

„There is no area of the world that should not be investigated by scientists. There will always remain some questions that have not been answered. In general, these are the questions that have not yet been posed.“ Linus Pauling
Dr. Ulrich Berner

Als ausgebildeter Chemieingenieur war ich bereits in mehreren Bereichen der Energieumwandlung und -speicherung tätig. Nach dem Abschluss meiner Doktorarbeit zum Thema Dünnschicht-Photovoltaik begann ich bei Bosch Research an einem Projekt zu PEM-Elektrolyseuren und elektrochemischer Kompression zu arbeiten. Zwischenzeitlich wechselte ich für knapp zwei Jahre zur Lithium-Polymer-Feststoffbatterie und entwickelte unter anderem eine neue Charakterisierungstechnik, um danach in die PEM-Welt zurück zu kehren. Hier liegt aktuell mein Fokus auf den Wirkzusammenhängen der Performance und Degradation von Brennstoffzellenelektroden.

Lebenslauf

  1. Promotion am Institut für Physik und Materialwissenschaften. Finalist beim „Prix Rolf Tarrach“ (beste Doktorarbeit 2015), Universität Luxemburg
  2. Dipl.- Ing. in Chemieingenieurwesen am Institut für Thermische Verfahrenstechnik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
  3. Austauschstudent am dänischen Polymerzentrum, Technische Universität Dänemark (DTU)

Ausgewählte Publikationen

Veröffentlichungen

Christophe Gerling et al. (2021)

Full Factorial In Situ Characterization of Ionomer Properties in Differential PEM Fuel Cells
  • Christophe Gerling, Matthias Hanauer, Ulrich Berner and K. Andreas Friedrich
  • Journal of The Electrochemical Society, Volume 168, Number 8
Veröffentlichungen

D. Colombara et al. (2017)

Deliberate and accidental gas-phase alkali doping of chalcogenide semiconductors: Cu (In, Ga) Se 2
  • Diego Colombara, Ulrich Berner, Andrea Ciccioli, João C Malaquias, Tobias Bertram, Alexandre Crossay, Michael Schöneich, Helene J Meadows, David Regesch, Simona Delsante, Guido Gigli, Nathalie Valle, Jérome Guillot, Brahime El Adib, Patrick Grysan, Phillip J Dale
  • Scientific reports 7 , 1-18
Veröffentlichungen

U. Berner et al. (2016)

13.3% efficient solution deposited Cu(In,Ga)Se2 solar cells processed with different sodium salt sources
  • Ulrich Berner, Diego Colombara, Jessica De Wild, Erika VC Robert, Martin Schütze, Frank Hergert, Nathalie Valle, Markus Widenmeyer, Phillip J Dale
  • Progress in Photovoltaics: Research and Applications 24, 749-759
Veröffentlichungen

U. Berner et al. (2015)

Solution‐based processing of Cu(In,Ga)Se2 absorber layers for 11% efficiency solar cells via a metallic intermediateUlrich Berner, Markus Widenmeyer
  • Ulrich Berner, Markus Widenmeyer
  • Progress in Photovoltaics: Research and Applications 23 , 1260 -1266

Interview mit Dr. Ulrich Berner

Dr. Ulrich Berner

Senior Expert für das Design von Brennstoffzellenelektroden

Erzählen Sie doch mal: was fasziniert Sie an der Forschung?
Für mich ist das Faszinierendste an der Forschung, dass man immer an Problemen arbeitet, die noch niemand zuvor gelöst hat. Der Lösungsweg ist selten geradlinig und Fortschritte erzielt man nur mit Durchhaltevermögen und Kreativität.

Was macht die Forschung bei Bosch besonders?
Die Arbeit bei Bosch Research ermöglicht es, sich mit modernsten Technologien zu befassen und gleichzeitig Herausforderungen von echten Anwendungsfällen zu bewältigen. Man kann also verfolgen, wie Projekte erfolgreich umgesetzt werden. Zudem hat man viele Freiheiten bei der Problemlösung und kann mit einem internationalen, breit aufgestellten Team aus motivierten Experten zusammenarbeiten.

Woran forschen Sie bei Bosch?
Meine Forschung konzentriert sich auf die Elektroden einer PEM-Brennstoffzelle, an denen die chemische Reaktion abäuft: Wasserstoff und Sauerstoff reagieren zu Elektrizität und Wasser. Auch wenn die Elektrodenschichten nur wenige Mikrometer dick sind, laufen darin eine Vielzahl an Prozessen gleichzeitig ab, einschließlich Wärme- und Stoffübertragung, Elektronenleitung und chemischer Reaktionen. Jeder dieser Prozesse besitzt verschiedene, optimale Designparameter. Dadurch ist es sowhol herausfordernd asl auch spannend, die Effizienz einer Brennstoffzelle insgesamt zu optimieren.

Was sind die größten wissenschaftlichen Herausforderungen in Ihrem Forschungsfeld?
Die grundlegenden Konzepte der PEM-Brennstoffzellen wurden bereits vor 50 Jahren entwickelt. Es gibt jedoch einige technische Herausforderungen, die den massentauglichen Einsatz der Technologie verhindern. Die Elektrodenkomponenten sind beispielsweise unter typischen Betriebsbedingungen nicht stabil genug, was ihre Anwendungsmöglichkeiten einschränkt. Daher arbeiten wir innerhalb eines interdisziplinären Teams an neuen Ansätzen für die Brennstoffzellengeneration von morgen.

Wie werden Ihre Forschungsergebnisse zu "Technik fürs Leben"?
Damit die Erde auch für zukünftige Generationen bewohnbar bleibt, müssen wir alle möglichen Technologien ausschöpfen, um eine CO2-neutrale Zukunft zu schaffen. Ein Teil der Lösung sind emissionsfreie Brennstoffzellen, insbesondere in Mobilitätsanwendungen.

Ihr Kontakt zu mir

Dr. Ulrich Berner
Senior Expert für das Design von Brennstoffzellenelektroden

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