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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Materialsynthese

Die Synthese neuer Materialien für Festoxid-Brennstoffzellen, Wärmedämmschichten, Gastrennmembrane und Batterien erfolgt beispielsweise über Sprühpyrolyse und Sprühtrocknung (wässrige und alkoholische Systeme) für Pulvermengen über ca. 100 Gramm. Kleinere Mengen werden üblicherweise über die Pechini-Methode oder Abwandlungen dieser Methode hergestellt. Des Weiteren werden insbesondere für Dünnschichtanwendungen Sole synthetisiert.

Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC)

Für die SOFC werden hauptsächlich Kathoden- Kontaktschichtmaterialien synthetisiert. Beispiele sind Lanthan-Strontium-Manganat (LSM), Lanthan-Strontium-Eisen-Kobaltit (LSCF) und Kontaktschicht-Perowskite. Verwendete Sole basieren auf Zirkonium- und Ceroxid.

Wärmedämmschichten

Neue Wärmedämmschichtmaterialien wie z.B. Pyrochlor, Perowskite und Aluminate werden typischerweise über Festkörperreaktionen typisiert. Über drucklose oder druckunterstützte Sinterverfahren werden dichte Probekörper hergestellt, an denen thermophysikalische Eigenschaften gemessen werden. Zur Verarbeitung der Werkstoffe über thermische Spritzverfahren werden die synthetisierten Pulver über Sprühtrocknungsprozesse zu rieselfähigen Granalien verarbeitet.

Gastrennmembrane

Für Sauerstoffionenleiter und Wasserstoffionenleiter werden im Wesentlichen Materialien mit Perowskitstruktur oder Fluoritstruktur eingesetzt. Diese Materialien müssen neben der ionischen Leitfähigkeit auch eine elektronische Leitfähigkeit aufweisen. Für Molekularsiebmembranen und Zwischenschichten der Membranen stehen Oxide wie SiO2, ZrO2 u.a. im Vordergrund.

Batterien


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