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Unsere Forschungsexperten

Dr. Ulrich Berner

Senior Expert für das Design von Brennstoffzellenelektroden

Es gibt keinen Bereich der Welt, der nicht von Wissenschaftlern untersucht werden sollte. Es wird immer einige Fragen geben, die noch nicht beantwortet sind. Vor allem die Fragen, die noch nicht gestellt wurden.

Linus Pauling, US-amerikanischer Chemiker
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 der Bosch Forschung, 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 zurückzukehren. Hier liegt aktuell mein Fokus auf den Wirkzusammenhängen der Performance und Degradation 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 in der Bosch Forschung 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 Expertinnen und Experten zusammenarbeiten.

Woran forschen Sie bei Bosch?
Meine Forschung konzentriert sich auf die Elektroden einer PEM-Brennstoffzelle, an denen die chemische Reaktion abläuft: Wasserstoff und Sauerstoff reagieren zu Elektrizität und Wasser. Auch wenn die Elektrodenschichten nur wenige Mikrometer dick sind, läuft darin eine Vielzahl an Prozessen gleichzeitig ab, unter anderem Wärme- und Stoffübertragung, Elektronenleitung und chemische Reaktionen. Jeder dieser Prozesse besitzt verschiedene optimale Designparameter. Das macht es sowohl herausfordernd als auch spannend, die Gesamteffizienz einer Brennstoffzelle 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 technische Herausforderungen, die den massentauglichen Einsatz der Technologie bisher verhindert haben. 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 Brennstoffzellengenerationen 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 dieser Lösung sind emissionsfreie Brennstoffzellen, vor allem für Mobilitätsanwendungen.

Lebenslauf

2015
Promotion am Institut für Physik und Materialwissenschaften. Finalist beim „Prix Rolf Tarrach“ (beste Doktorarbeit 2015), Universität Luxemburg

2011
Dipl.- Ing. in Chemieingenieurwesen am Institut für Thermische Verfahrenstechnik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

2010
Austauschstudent am dänischen Polymerzentrum, Technische Universität Dänemark (DTU)

Dr. Ulrich Berner

Ausgewählte Publikationen

Veröffentlichungen

Christophe Gerling et al. (2023)

Experimental and Numerical Investigation of the Low-Frequency Inductive Features in Differential PEMFCs: Ionomer Humidification and Platinum Oxide Effects
  • Christophe Gerling, Matthias Hanauer, Ulrich Berner and K. Andreas Friedrich
  • Journal of The Electrochemical Society, Volume 170, Number 1
Veröffentlichungen

Christophe Gerling et al. (2022)

PEM Single Cells under Differential Conditions: Full Factorial Parameterization of the ORR and HOR Kinetics and Loss Analysis
  • Christophe Gerling, Matthias Hanauer, Ulrich Berner and K. Andreas Friedrich
  • Journal of The Electrochemical Society, Volume 169, Number 1
Veröffentlichungen

Kyu-Young Park et al. (2022)

Mitigating Pt Loss in Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Cathode Catalysts Using Graphene Nanoplatelet Pickering Emulsion Processing
  • Kyu-Young Park, Matthew E. Sweers, Ulrich Berner, Erhard Hirth, Julia R. Downing, Janan Hui, Jonathan Mailoa, Christina Johnston, Soo Kim, Linsey C. Seitz, Mark C. Hersam
  • Advanced functional materials, Volume 32, Issue 43
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
dr. ulrich berner

Ulrich schreibt für den Bosch Research Blog. Hier sein neuster Beitrag:

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Dr. Ulrich Berner
Senior Expert für das Design von Brennstoffzellenelektroden

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