Die Hochtemperatur-Brennstoffzelle (SOFC) als Strom- und Wärmeproduzent der Zukunft stellt eine wichtige Schlüsseltechnologie für eine klimafreundliche Energieversorgung dar. Vorrangige Entwicklungsziele sind die Verbesserung der Lebensdauer und die Verringerung der Kosten der SOFC-Komponenten. In dieser Arbeit werden mikrostrukturelle Veränderungen, die während der Zellherstellung und im Betrieb (Alterungsverlauf) auftreten, durch den Einsatz mehrskaliger Untersuchungsmethoden identifiziert. The solid oxide fuel cell (SOFC) as electricity and heat producer of the future represents a key technology in the context of a climate-friendly energy supply. Research focuses on the improvement of the lifetime and cost reduction of the SOFC components. In this work, microstructural changes that occur during cell production and operation (aging process) are identified by multiscale examination methods.
Aktualisiert: 2022-03-17
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Höhere Effizienz erzielen SOFC-Brennstoffzellen, je geringer die internen elektrochemischen Verluste sind. Diese Arbeit untersucht isolierende Zweitphasen an der Kathoden/Elektrolyt-Grenzfläche die während der Herstellung entstehen. Vollzellen und Modellsystemen werden elektrochemisch charakterisiert, elektronenmikroskopisch analysiert und tomographisch rekonstruiert. Ein FEM-Modell deckt leistungsbegrenzende Faktoren auf. Als Ergebnis wird eine optimierte Herstellungsroutine vorgeschlagen. Solid oxide fuel cells (SOFC) achieve high efficiencies, the lower the internal electrochemical losses are. This work investigates insulating secondary phases at the cathode/electrolyte interface that are formed during fabrication. Full cells and model systems are electrochemically characterized, analyzed by electron microscopy and reconstructed by tomography. A FEM model reveals performance limiting factors. As a result, an optimized production routine is proposed.
Aktualisiert: 2021-02-11
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