Untersuchung und Verbesserung der Langzeitstabilität der Verbundstruktur Luftelektrode/Elektrolyt bei elektrischen und thermomechanischen Belastungswechseln unter Betriebsbedingungen

工作条件下电和热机械负载变化期间空气电极/电解质复合结构的长期稳定性的研究和改进

• 批准号: 5309376
• 负责人: Professorin Dr.-Ing. Ellen Ivers-Tiffée
• 金额: --
• 依托单位: Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 1995-12-31 至 2000-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5309376?language=en
• 关键词: Untersuchung; und; Verbesserung; der; Langzeitstabilit

Für den Einsatz der Hochtemperaturbrennstoffzelle mit keramischem Festelektrolyt (SOFC: Solid Oxide Fuel Cell) als wirtschaftliches und umweltfreundlichen Energieerzeugungssystem sind die Lebensdaur und der Wirkungsgrad der Anlage von ausschlaggebender Bedeutung. Bisherige Untersuchungen haben gezeigt, daß im Laufe der geforderten Betriebsdauer von 40.000 h der Wirkungsgrad stark abnimmt. Nach konstanter elektrischer Belastung im Langzeitbetrieb (1000 h) wird an der Grenzfläche Luftelektrode/Elektrolyt eine Interdiffusion festgestellt, die mit einer Porenbildung verbunden ist und somit zu einer Delamination der Luftelektrode führen wird. Temperaturwechsel führen aufgrund von unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Zellkomponenten zu zusätzlichen thermomechanischen Belastungen.In diesem Projekt soll der Einfluß von elektrischen und thermodynamischen Belastungen auf die elektrische Degradation der Verbundstruktur Luftelektrode/Elektrolyt gezielt untersucht werden. Eine Verbesserung der elektrischen und mechanischen Eigenschaften dieser Verbundstruktur soll durch eine strukturierte, poröse Elektrolytzwischenschicht realisiert werden, die über das MOD-Verfahren (Metallo Organic Deposition) mit Elektrodenmaterial infiltriert wird. Eine rechnergestützte Modellierung und Simulation soll diese Entwicklung begleiten und optimieren.

Für den Einsatz der Hochtemperaturbrennstoffzelle mit keramischem Festelektrolyt (SOFC: Solid Oxide Fuel Cell) as wirtschaftliches und umweltfreundlichen Energieerzeugungssystem sind die Lebensdaur der Wirkungsgrad der Anlage von ausschlaggebender Bedeutung。 Bisherige Untersuchungen haben gezeigt，daß im Laufe der geforderten Betriebsdauer von 40.000 h der Wirkungsgrad stark abnimmt。 Nach konstanter elektrischer Belastung im Langzeitbetrieb (1000 h) wird an der Grenzfläche Luftelektrode/Elektrolyt eine Interdiffusion festellt, die mit einer Porenbildung verbunden ist und somit zu einer Delamination der Luftelektrode führen wird. Temperaturwechsel führen aufgrund von unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Zellkomponenten zusätzlichen thermomechanischen Belastungen.In diesem Projekt soll der Einfluß von elektrischen 和thermodynamischen Belastungen auf die elektrische Degradation der Verbundstruktur Luftelektrode/Elektrolyt gezielt untersucht werden。电气和机械特征的整体结构是在结构中实现的，通过电气材料的渗透实现了 MOD-Verfahren（金属有机沉积）的实现。建模和仿真是一种研究和优化的方法。