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Improving durability of SOFC stacks

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Verbesserung der Haltbarkeit von Brennstoffzellen-Speicherstapeln mit Festkörperelektrolyt (SOFC).

Der kommerzielle Erfolg von SOFC wird garantiert sein, wenn eine hohe elektrochemische Leistung erreicht wird und die Herstellungskosten niedrig bleiben.

Energie

Brennstoffzellen mit Festkörperelektrolyt (SOFC - Solid Oxide Fuel Cells) bieten die Möglichkeit, Elektrizität mit hohen Wirkungsgraden und vergleichsweise niedrigen Schadstoffkonzentrationen, die weit unter denen der konventionellen Stromkraftwerke liegen, zu erzeugen. Niedrige Stromdichte und geringe Brennstoffausnutzung sind die wichtigsten Funktionsparameter, die einen Einfluss auf die Lebensdauer dieser Brennstoffzellen haben und sie lange Zeit haltbar machen. Wenn jedoch eine hohe Stromdichte, eine hohe Brennstoffausnutzung und eine hohe Lebensdauer nicht gleichzeitig erreicht werden, wird die SOFC-Technologie gegenüber den traditionellen Stromerzeugungstechnologien nicht wettbewerbsfähig sein. Zehn europäische Labors haben zusammengearbeitet, um die Beziehung zwischen der elektrochemischen Leistungsfähigkeit und der Lebensdauer eines SOFC-Stapelspeichers zu untersuchen. Ziel des Projekts war es, die Lebensdauer von SOFC zu verlängern, ohne die Produktionskosten zu steigern oder die Leistungsfähigkeit der SOFC-Stapelspeicher zu verringern. Da sich der Abbau der in den SOFC verwendeten Materialien ganz besonders auf die Haltbarkeit und somit auch auf die Kosten der SOFC-Technologie auswirkt, war ein besseres Verständnis der Grundlagen der Abbauprozesse von SOFC-Komponenten notwendig. Außerdem wurden die Herstellungsverfahren für Ausgangspuder und Keramikzellen verbessert. Um die Haltbarkeit der SOFC-Stapelspeicher zu prüfen, wurden mehrere Tests durchgeführt. Die Betriebstemperatur erwies sich für die Steuerung der Abbaugeschwindigkeit als unbedeutend, die Stromdichte hingegen war von großer Wichtigkeit für die Lebensdauer der Elektroden. Die Brennstoffausnutzung war lediglich für die Haltbarkeit der Anoden sehr wichtig. Die Verbesserungen im Bereich der Haltbarkeit der SOFC-Stapelspeicher durch Untersuchung aller Parameter, die die Lebensdauer beeinflussen können, könnten sehr bedeutend für die Beschleunigung des kommerziellen Erfolgs sein.

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