Brennstoffzelle im Test: Mit Plansee-Interkonnektoren zu Rekordlaufzeiten

Mit dem ITM-Interkonnektor lieferte Plansee ein wichtiges Bauteil für die planare Festoxid-Brennstoffzelle der Forschungszentrum Jülich GmbH. Diese Anlage befindet sich nun seit 10 Jahren in Betrieb und produziert Strom, wobei über die gesamte Laufzeit nur eine sehr geringe Alterung von ca. 0,6% pro 1.000 Betriebsstunden nachgewiesen wurde. Ein weiterentwickelter Stack aus dem Jahr 2010 schnitt sogar noch besser ab: Er alterte während 34.500 Stunden nur halb so stark.

Der Langzeittest startete am 6. August 2007 und soll die Haltbarkeit der in Jülich entwickelten Festoxid-Brennstoffzellen demonstrieren. 40.000 bis 80.000 Stunden oder umgerechnet 5-10 Jahre müssen sie laufen, damit sich der Einsatz wirtschaftlich lohnt. 

Der Jülicher Test-Stack wird noch in einer Laborumgebung betrieben, besteht aber bereits aus allen Komponenten, die ein mögliches kommerzielles Produkt später enthalten wird. Er wird mit Wasserstoff betrieben, der mit hohem Wirkungsgrad in der Zelle in elektrischen Strom umgewandelt wird, wobei sich die entstehende Abwärme noch zusätzlich nutzen lässt. Auch andere Brennstoffe wie Erdgas können umgesetzt werden, sogar mit höherem Wirkungsgrad, wie andere Versuche gezeigt haben.  

In dieser Brennstoffzelle sind Plansee Interkonnektoren aus ITM im Einsatz. ITM ist eine ODS-Legierung (ODS = Oxide-Dispersion Strengthened) auf Eisenbasis mit einem Chromanteil von 26 % und kleinsten Mengen Yttriumoxid (Y2O3).

Eine solche ODS-Legierung kann nur pulvermetallurgisch hergestellt werden und bietet entscheidende Vorteile für die Anwendung in SOFC Hochtemperaturbrennstoffzellen. Die ITM-Legierung hält Thermo- und Redoxzyklen länger stand als andere ferritische Stähle. Zudem gewährleistet sie mit ihrer herausragenden Korrosionsstabilität eine besonders lange Lebensdauer – ein wichtiger Beitrag zum Jülicher Rekord-Stack.

Darüber hinaus wird diese ITM-Legierung auch in sogenannten MSCs (Metal Supported Cell) verwendet. Nähere Informationen über die metallgestützten Dünnfilm-Brennstoffzellen finden Sie unter https://www.plansee.com/de/news-archiv/News/detail/ab-auf-die-langstrecke-mestrex-projekt-verhilft-batteriebetriebenen-fahrzeugen-zu-mehr-reichweite.html

Die Weiterentwicklung dieser Zelltechnologie wird zusammen mit dem Forschungszentrum Jülich vorangetrieben: Im Rahmen eines sogenannten Christian Doppler Labors wird gemeinsam mit der TU Wien, AVL List GmbH und Plansee SE daran gearbeitet, die Lebensdauer von metallgestützten Hochtemperatur-Brennstoffzellen zu verbessern. Ziel ist es, die Mikrostrukturen von Elektroden, Wechselwirkungen von Werkstoffen und Reaktionsvorgänge von Grenzflächen zu untersuchen und zu optimieren.

 

Lesen Sie hier die Pressemitteilung des Forschungszentrums Jülich: http://www.fz-juelich.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/UK/DE/2017/2017-08-07-jubilaeum-sofc.html


Forschungszentrum Jülich
Das Forschungszentrum Jülich betreibt interdisziplinäre Spitzenforschung, stellt sich drängenden Fragen der Gegenwart und entwickelt gleichzeitig Schlüsseltechnologien für morgen. Hierbei konzentriert sich die Forschung auf die Bereiche Gesundheit, Energie und Umwelt sowie Informationstechnologie. Einzigartige Expertise und Infrastruktur in der Physik, den Materialwissenschaften, der Nanotechnologie und im Supercomputing prägen die Zusammenarbeit der Forscherinnen und Forscher. Mit rund 5.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern gehört Jülich, Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, zu den großen Forschungszentren Europas.
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Plansee SE
Plansee gehört zu den weltweit führenden Konzernen in der Pulvermetallurgie. Das Privatunternehmen wurde 1921 gegründet und ist Experte für hochschmelzende Metalle und Verbundwerkstoffe. Ob in der Elektronik, der Beschichtungstechnik oder in Hochtemperaturöfen: wo herkömmliche Materialien an ihre Grenze stoßen, kommt Plansee ins Spiel. Für die Produktion der Interkonnektoren bringt Plansee sein profundes Wissen in der Serienfertigung von endabmessungsgenauen Sinterformteilen sowie deren Beschichtung ein. Eingebunden in einem leistungsfähigen Netzwerk aus Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen ist Plansee der führende Anbieter von einbaufertigen metallischen Komponenten für Hochtemperatur-Brennstoffzellen.