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