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FERMI - Entwicklung einer Glaskeramik-Dichtung für SOFC Brennstoffzellen

Teilprojekt im FERMI - Verbundprojekt

Aufbau SOFC mit zu entwickelnder Glaskeramik-Dichtung

At a glance

Description

Das Teilprojekt‚ ‘Entwicklung einer MIC-Zell-Dichtung‘ ist integriert in das Verbundprojekt FERMI  mehrerer Hochschulpartner der ZHAW (IMPE, ICP) und der FHNW sowie der Firma Hexis. Die Förderung erfolgt durch das BFE Bundesamt für Energie.

Das Labor für Keramische Materialien entwickelt im Rahmen dieses Projektes eine Glaskeramik basierte Dichtung zur Abtrennung der Reaktionsräume einer SOFC Hochtemperaturbrennstoffzelle (solid oxide fuel cell). Die Dichtung soll neben der Separation unerwünschte Reaktionen zwischen der Kathode und dem keramischen ZrO2-Elektrolyten unterbinden. Diese Reaktion, auch „Zellfrass“ genannt, führt zu einer Reaktionszone, in welcher alle Elemente der Kathode neue Verbindungen bilden. Zudem verhindert diese Reaktion die Verwendung dünnerer Elektrolyte, mit welchen der Zellwiderstand gesenkt werden könnte. Gleichzeitig beeinträchtig aber eine chemische Interaktion des metallischen Interkonnektors als weiterem Dichtungspartner mit einigen Bestandteilen der Gläser die Integrität der Dichtung.

Zur Entwicklung der Dichtung wurden verschiedenste Glaszusammensetzungen zu Dichtungsringen verarbeitet, mit den Dichtungspartnern gefügt und in Langzeittests hinsichtlich Stabilität und Dichtheit unter oxidierenden und reduzierenden Bedingungen sowie Temperaturwechselzyklen getestet.