Verlag des Forschungszentrums Jülich

JUEL-3678
Simwonis, Dimitrios
Optimierung von Anoden der Hochtemperatur-Brennstoffzelle durch Korrelation von Herstellungsverfahren, Gefüge und Eigenschaften
124 S., 1999

Hochtemperatur-Brennstoffzellen (SOFCs) sind elektrochemische Aggregate, die die chemische Energie eines Brennstoffs direkt in Elektrizität umwandeln. Im Forschungszentrum Jülich wurde das planare Substrat-Konzept entwickelt. Die Anode, ein Cermet aus Nickel und Yttriumoxid stabilisiertem Zirkoniumoxid, besteht in diesem Konzept aus einem tragenden, porösen Anodensubstrat und einer dünnen feinstrukturierten Schicht.

Das gegenwärtig verwendete Anodensubstrat wurde mit verschiedenen Charakterisierungsmethoden eingehend untersucht und seine Eigenschaften und Gefügemerkmale für weitere Optimierungsversuche bestimmt. Verschiedene kostengünstige Ausgangsmaterialien und unterschiedliche Herstellungsverfahren wurden für die Substratherstellung verwendet. Diese Substrate wurden anhand ihrer Eigenschaften und Mikrostruktur im Hinblick auf einen Einsatz in der Hochtemperatur-Brennstoffzelle bewertet.

Eine Reihe von Mikrostrukturuntersuchungen wurde an Anodensubstraten und -schichten hinsichtlich ihrer Langzeitstabilität durchgeführt. Die Alterung der Anoden aufgrund der auftretenden Ni-Agglomeration wurde quantitativ und modellhaft beschrieben. Eine geringe Ni-Agglomeration wurde immer dann beobachtet, wenn sowohl Ni als auch YSZ und Poren möglichst fein verteilt vorlagen.


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Letzte Änderung: 07.06.2022