Development of SOFC anode structures for internal reforming of methane

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Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung und Charakterisierung einer 2-Schicht-Anode für die Hochtemperatur-Brennstoffzelle SOFC mit interner Methanreformierung. Die erste Schicht soll einer Standardanode (Cermet aus Nickel/Yttrium-dotiertem ZrO2, YSZ) entsprechen und die zweite (oberste) Schicht soll durch eine veränderte Mikrostruktur und Verwendung alternativer Materialien (Metall/YSZ-Cermet) eine Verlangsamung der Methanreformierung bewirken. Damit können die Geschwindigkeiten der Reformierungsreaktion und der elektrochemischen Reaktion aneinander angepaßt werden. Als Folge verteilt sich die Reformierung auf den gesamten Gasweg, wodurch eine homogene Temperaturverteilung innerhalb des Stacks erreicht wird. Eine normierte Reformierungsrate für verschiedene Alternativmaterialien soll ermittelt werden. Der Einfluß der Mikrostruktur soll anhand von Messungen der Reformierungsrate an verschiedenen Cermets in Abhängigkeit der Eingangsgase bestimmt werden. Ein Modell zur empirischen Beschreibung der Abhängigkeit der Reformierungsrate von bestimmten Parametern soll entwickelt werden. Halbzellen und Einzelzellen mit einer derartigen gradierten Anodenstruktur sollen elektrochemisch und elektrisch charakterisiert werden.