Fraunhofer-Gesellschaft

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Neue keramische Werkstoffe für Hochtemperaturbrennstoffzellen

New ceramic materials for high-temperature fuel cells
 
: Stelter, Michael; Megel, Stefan; Marschallek, Felix; Mosch, Sindy

:

Chemie- Ingenieur- Technik 81 (2009), No.5, pp.629-635
ISSN: 0009-286X
ISSN: 1522-2640
German
Journal Article
Fraunhofer IKTS ()
Apparatebau; Brenngas; Brennstoffzellenstapel; keramischer Werkstoff; Glas-Keramik-Verbindung; Betriebstemperatur; Wirkungsgrad; Kraft-Wärme-Kopplung; Lebensdauer; Wärmetauscher; Abwärmenutzung; Erdgas; chemischer Abbau; reduzierende Atmosphäre; Brennstoffzelle; Energieerzeugung; erneuerbare Energien

Abstract
Keramische Hochtemperaturbrennstoffzellen (SOFC) müssen bei Temperaturen von ca. 850 C betrieben werden, um technisch attraktive elektrische Wirkungsgrade von über 50 % zu erzielen. Die erhöhten Anforderungen an die Konstruktions- und Aktivmaterialien im System lassen sich durch innovative Keramiklösungen erfüllen. Beispiele werden in dieser Arbeit vorgestellt. SOFC-Systeme haben ihre Ziele hinsichtlich Funktion und Wirkungsgrad inzwischen erreicht. Alle anwendungsrelevanten Parameter wie Effizienz, Brenngaseignung und Zyklisierbarkeit sind darstellbar. Großer Entwicklungsbedarf besteht jedoch nach wie vor bei der Langzeitstabilität. Hier ist der Stack derzeit der limitierende Faktor. Es ist jedoch auch zu erwarten, dass weitere Reaktoren im SOFC-System in Zukunft betrachtet werden müssen. Keramische Funktionswerkstoffe tragen auf Grund ihrer hohen Phasenstabilität und mechanischen Belastbarkeit bei hohen Temperaturen wesentlich dazu bei, die Lebensdauerziele der SOFC zu erreichen. Neue keramische oder pulvermetallurgische Lösungen finden sich in zahlreichen Bauteilen im gesamten System, sei es als Grundwerkstoff oder als Beschichtung. Für die Zukunft rücken angesichts extrem langer Lebensdauer insbesondere Testmethoden in das Blickfeld, bei denen in verkürzten Verfahren Lebensdauerprognosen für ganze Bauteile oder Subsysteme gestellt werden können.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-95590.html