Projektbeschreibung
Konzeption beschleunigter Stresstests für langlebigere Festoxid-Brennstoffzellen und Elektrolyseure
Eine Festoxid-Brennstoffzelle ist eine mit Brennstoff versorgte Batterie, die eine saubere und effiziente Möglichkeit bietet, aus einem Brennstoff Strom zu produzieren. Nach einer Umstellung auf den Elektrolyse-Modus kann sie wiederum aus Dampf und Strom Wasserstoff erzeugen. Bei beschleunigten Stresstests wird der Katalysator über einen kurzen Zeitraum hinweg gezielt bestimmten Belastungen ausgesetzt. So ist es möglich zu ermitteln, wie beständig neue Materialien sind, ohne sie in einer bereits im Einsatz befindlichen Brennstoffzelle über eine längere Dauer einsetzen zu müssen. Das EU-finanzierte Projekt AD ASTRA hat zum Ziel, Testprotokolle für beschleunigte Stresstests zu konzipieren. Dabei stützt sich das Projektteam auf systematische Kenntnisse zu Degradationsmechanismen in gealterten Komponenten von Festoxid-Brennstoffzellenstacks, die sowohl im Brennstoffzellen- als auch im Elektrolyse-Modus arbeiten. Die Projektmitglieder werden sich vornehmlich mit der Behebung von Schwierigkeiten mit der Brennstoff- und der Sauerstoff-Elektrode sowie von Kontaktierungsproblemen bei den Interkonnektoren beschäftigen.
Ziel
AD ASTRA aims to define Accelerated Stress Testing (AST) protocols deduced from a systematic understanding of degradation mechanisms of aged components in solid oxide cell (SOC) stacks, operating in both fuel cell and electrolysis modes. In particular, fuel and oxygen electrode issues and interconnect contact loss will be tackled.
The project will build upon relevant information harvested in FCH JU projects, as well as make use of many samples taken from stacks operated in the field for thousands of hours, supplied by leading European SOC manufacturers across the two application areas CHP and P2X (combined heat&power generators and power-to-commodity energy storage).
The approach to harnessing the intricate phenomena causing critical performance degradation will be based upon a methodical analysis of in-service performance data correlated with post-operation states, augmented by a dual-focus campaign targeting macroscopic stack testing procedures as well as specific component ageing tests. The probabilistic nature of degradation will be captured by slimming down deterministic simulation models through conception and integration of stochastic correlations between (nominal/accelerated) operating conditions and degradation effects, based on statistically significant data obtained from field-tests and purposely generated experiments. Stochastic interpretation will thus serve the physical description of dominant SOFC degradation mechanisms in CHP and P2X operation, but allowing rapid estimation of remaining useful stack life.
The combined results will be translated to validated test protocols that allow quantifying and predicting degradation in SOCs as a function of test aggravation, defining appropriate transfer functions between stress-accelerating and real-world conditions. The overall project approach will be formalized for adoption by the relevant standards-developing organisations.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural scienceschemical scienceselectrochemistryelectrolysis
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectrical engineeringpower engineeringelectric power generationcombined heat and power
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsfuel cells
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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Italien