Verlag des Forschungszentrums Jülich

JUEL-3515
Crone, Ulrich von der
Pulvermetallurgische Entwicklung von Chrombasislegierungen und Cermets als Materialien für den Interkonnektor einer Festoxid-Brennstoffzelle
109 S., 1998

Brennstoffzellen sind elektrochemische Stromquellen, welche die bei einer chemischen Reaktion freiwerdende Energie direkt in elektrische Energie umgewandeln. Dadurch bieten sie das Potential zu einer effizienten und umweltschonenden Energieversorgung. Brennstoffzellen sind Gegenstand der Forschung, um durch die Weiterentwicklung von Verfahren und Werkstoffen die Einführung der Brennstoffzellentechnologie zu ermöglichen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung von Materialien für den Interkonnektor einer Festoxid-Brennstoffzelle. Der Interkonnektor trennt die an der Reaktion beteiligten Gase voneinander und gewährleistet den Transport elektrischer Ladungen, um die in der Brennstoffzelle gewonnene elektrische Energie nutzen zu können. Im Zuge dieser Arbeit wurden zwei Werkstoffsysteme in Hinblick auf ihre Eignung als Interkonnektormaterialien untersucht: Chrombasislegierungen und Cermets aus Nickel- legierungen und Aluminiumoxid. Chrombasislegierungen haben eine gute elektrische Leitfähigkeit und weisen eine hohe Oxidationsbeständigkeit auf. Um die Oxidationsbeständigkeit weiter zu verbessern, kann Yttriumoxid zulegiert werden. Im vorliegenden Fall wurden die Chrombasislegierungen über den Prozeß des mechanischen Legierens hergestellt. Der Einfluß der Prozeßparameter des mechanischen Legierens und der Legierungszusammensetzung auf das Gefüge und die Eigenschaften der Proben werden beschrieben. Es wird gezeigt, daß die Prozeßparameter einen entscheidenden Einfluß auf das Oxidationsverhalten der Legierungen haben. Das Gefüge der Chrombasislegierungen hat eine größere Bedeutung für ihr Oxidationsverhalten als die exakte Legierungszusammensetzung. Durch Verwendung von Cermets aus Nickelbasislegierungen und Aluminiumoxid kann die Wärmedehnung des Interkonnektors an die der anderen Komponenten der Brennstoffzelle angepaßt werden. Die Cermets wurden über druckloses Sintern hergestellt. Obwohl die Schmelzpunkte der beiden Komponenten sehr unterschiedlich sind, konnten durch die Wahl geeigneter Ausgangspulver und durch Anpassung der Sinterparameter Dichten von über 95% der theoretischen Dichte erzielt werden.




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Letzte Änderung: 07.06.2022