Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
SOFC-Brennstoffzellen können die chemische Energie mit einem hohen Wirkungsgrad in die elektrische Energie umwandeln. Für den kommerziellen Erfolg der SOFC-Brennstoffzellen muss jedoch noch die Langzeitstabilität verbessert werden. Dafür müssen die Degradationseffekte besser verstanden und separiert werden. An der Grenzfläche zwischen Interkonnektor und der keramischen Funktionsschicht wird eine Oxidschicht gebildet, die zu einem großen Teil der Gesamtdegradation des SOFC-Stacks beiträgt (Bild 1). Die Ermittlung des Anteils der Oxidschicht an der Degradation im SOFC-Stack ist sehr wichtig. Da die Degradationswerte für gleiche Materialkombinationen sehr schwanken, ist es notwendig, die richtige Probenform zu finden, um belastbare ASR (flächennormierter Widerstand) Werte und deren Verhalten über die Zeit bestimmen zu können. Es wurde eine spezielle Probenform (Bild 2) entwickelt, die reproduzierbare Ergebnisse liefern kann. Die Auswertung der Widerstandsmessdaten erfolgt simulationsgestützt (Bild 3). Diese neue Methode kann sehr effektiv für ein Screening von Hochtemperatur-Materialkombinationen unter Realbedingungen eingesetzt werden.
Leistungsangebot
- Charakterisierung von Werkstoffen und Metall-Keramik-Verbunden im Hochtemperaturbereich
- Werkstoffbezogene Entwicklung von Schutz- und Funktionsschichtmaterialien für SOFC
- Modellierung und Bestimmung von Parameter der Degradationsprozessen im SOFC-Stack unter realen und simulierten Betriebsbedingungen