In dieser Arbeit wurden Thermal Grooving Experimente an Anodenmikrostrukturen, Ni-Polykristallen sowie Ni-Bikristallen durchgeführt und die Korngrenzfurchen mittels eines AFM vermessen. Die Ergebnisse liefern erstmals zuverlässige Werte sowie die komplette Anisotropie der relevanten Materialparameter – der relativen Korngrenzenergien und der Oberflächendiffusionskoeffizienten – von Nickel unter realitätsnahen Betriebsbedingungen einer SOFC-Anode. In this work, thermal grooving experiments were performed on anode microstructures, Ni polycrystals and Ni bicrystals. The grain boundary grooves were measured by means of an AFM. The results provide for the first time reliable values as well as the complete anisotropy of the relevant material parameters - the relative grain boundary energies and the surface diffusion coefficients - of nickel under realistic operating conditions of an SOFC anode.
Aktualisiert: 2022-01-20
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Aufbauend auf der Kenntnis der Vor- und Nachteile konventioneller Fügeverfahren für Keramik-Metall-Verbunde (z.B. Abdichtung von Festoxidbrennstoffzellen (SOFC) wird ein alternatives Fügeverfahren, das inverse Partial Transient Liquid Phase (iPTLP) Löten, vorgestellt, mit dem Ziel vorhandene Anwendungslücken zu schließen und die Möglichkeiten von Ingenieurskeramiken besser zu nutzen. In der vorliegenden Arbeit wird daher, theoretisch sowie praktisch, das iPTLP-Löten als Fügeverfahren für ein Grundwerkstoffsystem bestehend aus dem ferritischen Hochtemperaturstahl X1CrTiLa22 (Crofer22APU) sowie der Yttriumoxid stabilisierten Zirkoniumdioxid-Keramik (3YSZ) untersucht. In diesem Zusammenhang werden die Auswirkungen von nickelbasierten Zusatzwerkstoffen (Nickel, CuNi44, Ni20Cr) und verschiedenen Aktivelementen (Titan, Zirkonium) auf die Zielgrößen Morphologie, Festigkeit sowie Hochtemperaturbeständigkeit diskutiert.
Aktualisiert: 2022-12-01
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Es heißt, die Technologie mit Wasserstoff könne heutige Energie-Probleme lösen und Brennstoffzellen seien eine aussichtsreiche Alternative für die Zukunft. Was ist aber tatsächlich dran an derartigen Äußerungen? Das Buch Wasserstoff & Brennstoffzellen von Dipl.-Ing. Sven Geitmann soll dazu beitragen, Unklarheiten und Fragen zu beseitigen und Möglichkeiten aufzuzeigen, die Wasserstoff als der Kraftstoff der Zukunft bzw. die Brennstoffzelle bieten kann.
Das Buch gibt einen umfassenden Überblick über die gesamte aktuelle Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Technik, wie sie sich aus europäischer Sicht darstellt. Neben der Beleuchtung der aktuellen Situation im Energie-Sektor werden die speziellen Eigenschaften des Energieträgers Wasserstoff, seine positive Umweltbilanz sowie die unterschiedlichen Herstellungsmethoden erläutert. Die Energiewandlung in verschiedenen Brennstoffzellen-Typen wird ebenso dargelegt wie die Verbrennung im herkömmlichen Hubkolbenmotor sowie diverse mögliche Anwendungsgebiete. im Online-Shop bestellen
Darüber hinaus werden alle Fragen zur Speicherung, zur Betankung und zum Transport beantwortet. Zudem werden die Vor- und Nachteile von Wasserstoff bzw. Brennstoffzellen gegenüber den konventionellen Techniken aufgezeigt.
Aktualisiert: 2020-01-01
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Es heißt, die Technologie mit Wasserstoff könne heutige Energie-Probleme lösen und Brennstoffzellen seien eine aussichtsreiche Alternative für die Zukunft. Was ist aber tatsächlich dran an derartigen Äußerungen? Das Buch Wasserstoff & Brennstoffzellen von Dipl.-Ing. Sven Geitmann soll dazu beitragen, Unklarheiten und Fragen zu beseitigen und Möglichkeiten aufzuzeigen, die Wasserstoff als der Kraftstoff der Zukunft bzw. die Brennstoffzelle bieten kann.
Das Buch gibt einen umfassenden Überblick über die gesamte aktuelle Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Technik, wie sie sich aus europäischer Sicht darstellt. Neben der Beleuchtung der aktuellen Situation im Energie-Sektor werden die speziellen Eigenschaften des Energieträgers Wasserstoff, seine positive Umweltbilanz sowie die unterschiedlichen Herstellungsmethoden erläutert. Die Energiewandlung in verschiedenen Brennstoffzellen-Typen wird ebenso dargelegt wie die Verbrennung im herkömmlichen Hubkolbenmotor sowie diverse mögliche Anwendungsgebiete. im Online-Shop bestellen
Darüber hinaus werden alle Fragen zur Speicherung, zur Betankung und zum Transport beantwortet. Zudem werden die Vor- und Nachteile von Wasserstoff bzw. Brennstoffzellen gegenüber den konventionellen Techniken aufgezeigt.
Aktualisiert: 2020-01-01
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Essentiell für die Kommerzialisierung der Festoxid-Brennstoffzelle ist eine Leistungsoptimierung der Brenngaselektrode, die aus zwei porösen Schichten mit unterschiedlichen Mikrostruktur- und Materialeigenschaften aufgebaut ist. In dieser Arbeit wird ein Ersatzschaltbild-basiertes Modell zur Prädiktion des dynamischen Verhaltens mehrschichtiger Elektroden vorgestellt, das alle Verlustprozesse in den Elektrodenschichten abbildet und den Einfluss des Elektrodendesigns berücksichtigt. Towards commercialization of the solid oxide fuel cell a performance optimization of the fuel electrode is essential. The fuel electrode is composed of two porous layers with different microstructure and material properties. In this work, an equivalent circuit based model for the prediction of the dynamic behavior of multi-layered electrodes is presented. The model covers all loss processes in the electrode layers and considers the impact of the electrode design.
Aktualisiert: 2021-02-11
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In dieser Arbeit wurde der Effekt des metallischen Interkonnektors (MIC) auf die Leistungsdichte der anodengestützten Zelle (ASC) sowie die Wechselwirkung zwischen dem MIC und der Kathode (Cr-Vergiftung) untersucht. Durch die Separation der Elektrodenverluste wurden drei von der Geometrie verursachte Verluste identifiziert und quantifiziert. Weiter konnte gezeigt werden, dass in Anwesenheit des MIC eine starke Degradation der Zellleistung durch Cr-Vergiftung der Kathoden-Elektrochemie stattfand.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Der Durchbruch der Brennstoffzelle wird seit Jahren vorhergesagt, allerdings fristet
diese vielversprechende Technologie bis heute nur einNischendasein. Dabei werden
der Hochtemperatur-Brennstoffzellentechnologie SOFC (Solid Oxide Fuel Cell)
neben der PEM (Polymer Elektrolyt Membran)-Brennstoffzelle die höchsten
Chancen eingeräumt, diesen Anspruch eines Tages zu erfüllen.
Insbesondere bei Anwendungen, in denen Bauraum und -größe eines Stromerzeugers
nachrangig sind, aber möglichst hohe Wirkungsgrade erzielt und ein
kohlenwasserstoffbasierter Brennstoff verwendet werden soll, ist der Einsatz einer
SOFC vielversprechend. Da bei dieser Technologie zahlreiche Peripheriekomponenten
verwendet werden müssen, ist eine ganzheitliche Systembetrachtung, wie
in dieser Arbeit für einen Systementwurf exemplarisch durchgeführt, essentiell.
Neben den Auswirkungen der teilweisen Anodengasrezirkulation auf die zentralen
Komponenten wird hier eine Exergieverlustanalyse durchgeführt, die Aufschluss
darüber gibt, an welchen Stellen im System die Arbeitsfähigkeit des Brennstoffs
verlorengeht. Hiermit werden gleichzeitig Empfehlungen ausgesprochen, wo
innerhalb eines Brennstoffzellensystems weitere Verbesserungen möglichst große
Auswirkungen haben.
Aktualisiert: 2019-10-17
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