In dieser Arbeit wird der Stackbetrieb von Festoxidzellen (engl. Solid Oxide Cells, SOCs) mit Hilfe eines Simulationsmodells analysiert. Hierfür werden sämtliche gekoppelten physikalischen und chemischen Teilprozesse innerhalb einer zweidimensionalen Geometrie einer einzelnen Stackebene abgebildet. Nach der Parametrierung mit experimentellen Daten und einer umfangreichen Validierung, wird das Modell auf drei Fragestellungen der SOC-Technologie angewendet. In this work, the stack operation of solid oxide cells (SOCs) is analyzed by a simulation model. For this purpose, all coupled physical and chemical sub-processes are represented within a two-dimensional geometry of a single stack level. After parameterization with experimental data and extensive validation, the model is applied to three research issues in SOC technology.
Aktualisiert: 2022-04-07
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In dieser Arbeit wurden Thermal Grooving Experimente an Anodenmikrostrukturen, Ni-Polykristallen sowie Ni-Bikristallen durchgeführt und die Korngrenzfurchen mittels eines AFM vermessen. Die Ergebnisse liefern erstmals zuverlässige Werte sowie die komplette Anisotropie der relevanten Materialparameter – der relativen Korngrenzenergien und der Oberflächendiffusionskoeffizienten – von Nickel unter realitätsnahen Betriebsbedingungen einer SOFC-Anode. In this work, thermal grooving experiments were performed on anode microstructures, Ni polycrystals and Ni bicrystals. The grain boundary grooves were measured by means of an AFM. The results provide for the first time reliable values as well as the complete anisotropy of the relevant material parameters - the relative grain boundary energies and the surface diffusion coefficients - of nickel under realistic operating conditions of an SOFC anode.
Aktualisiert: 2022-01-20
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Als Fügungen für die Festoxidbrennstoffzelle werden Materialien verwendet, die gasdicht, mechanisch stabil und isolierend sind. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass Glaskeramiken als Fügematerial eingesetzt werden können. Es werden lösemittelbasierte und wasserbasierte Suspensionen aus Erdalkali-Silikatglas hergestellt, rheologisch charakterisiert, Schichten mit dem Siebdruckverfahren aufgebracht und anschließend zwischen Stahl- und Keramiksubstraten verlötet. Solid oxide fuel cells are used to generate electricity from various fuel gases. The sealants between the stack-components should be gas-tight, mechanically stable and insulating. This work shows that glass ceramics can be used as sealant material for fuel cells. Solvent- and water-based suspensions are made from alkaline earth silicate glass and thick layers are produced using the screen-printing process. To demonstrate the applicability, they are soldered between steel and ceramic substrates.
Aktualisiert: 2021-11-25
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