Projekte

SynSOFC 2

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Im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Verbundvorhabens der TU München mit dem Forschungszentrum Jülich wird die Kopplung einer Biomassevergasungsanlage mit einer oxidkeramischen Brennstoffzelle (Solid Oxide Fuel Cell, SOFC) zur Herstellung von elektrischer Energie aus Biomasse untersucht. Im Rahmen dieser Dissertation sollen neue Werkstoffkombinationen für die Brenngaselektrode entwickelt werden, die degradationstoleranter gegenüber Brenngasverunreinigungen sind. Die zu untersuchenden Stoffsysteme umfassen sowohl Cermets aus Nickel und Gadolinium-dotiertem Ceroxid (GDC) als auch innovative vollkeramische Materialien, die während des Betriebs nanoskalige Katalysatorpartikel ausscheiden. Die am IEK-1 entwickelten Werkstoffe und Komponenten werden an der TU München mit gezielt verunreinigtem synthetischen Syngas getestet, um Rückschlüsse auf die Wechselwirkung der einzelnen Moleküle mit dem Werkstoff ziehen zu können.

Solarer Wasserstoff

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Im Rahmen einer internen Helmholtz-Finanzierung (HGF) soll eine protonenleitende Elektrolysezelle entwickelt werden, um Wasserstoff hochrein und wasserfrei zu erhalten. Die dafür notwendige Energie kommt aus solaren Quellen.

WirLebenSOFC - Lebensdauervorhersage für SOCs

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Finanziert vom BMBF im Rahmen der Initiative Wasserstoffrepublik Deutschland, bearbeitet das Projekt die spezifischen Degradationsphänomene einer sog. metallgestützten Festoxidbrennstoffzelle (MSC) zur Rückverstromung über erneuerbare Quellen generierten Wasserstoffs. Unter Führung der Firma Bosch und zusammen mit der Firma RJL und den Forschungspartnern KIT, HS Aalen und HS Karlsruhe kümmern sich die Institute IEK-1, -2 und -14 insbesondere um die thermisch-atmosphärischen Degradationsphänomene (materialspezifisch, mikrostrukturabhängig und thermodynamisch/kinetisch) und die Fortentwicklung der MSC.

https://www.wasserstoff-leitprojekte.de/grundlagenforschung/brennstoffzellen

SOC Degradation 2 - Degradation von SOCs

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Ebenfalls auf der Initiative Wasserstoffrepublik Deutschland basierend, wird im BMBF-finanzierten Förderprojekt der Schwerpunkt auf spezifische, nur unter Elektrolysebedingungen auftretende Degradationseffekte gelegt. Am IEK-1 werden hierzu alternative Brenngaselektroden entwickelt und markttaugliche Herstellungsverfahren fortentwickelt. Eine breite Beteiligung weiterer deutscher Industriepartner (Kerafol, Hexis/mPower, Sunfire, Mann+Hummel, Bosch, Horiba FuelCon, SOLIDpower) sowie externe Forschungseinrichtungen (IKTS, DLR, KIT) und Jülich-Institute (IEK-2, -9, -13, -14) sichert eine breite Herangehensweise zum Verständnis und zur Lösung der auftretenden Effekte.

https://www.wasserstoff-leitprojekte.de/grundlagenforschung/brennstoffzellen

ReNaRe - Recycling und Nachhaltige Ressourcennutzung

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Das Verbundvorhaben ReNaRe ist Teil der Technologieplattform H2Giga. Im Vorhaben werden die Möglichkeiten des Recyclings von Festoxid-Elektrolyseur-Stacks untersucht. Im Vordergrund stehen sowohl Wiedernutzung, Aufarbeitung oder Recycling von Komponenten. Je nach Stackkonzept und/oder Verwertungskonzept können Materialien oder Komponenten direkt wieder verwendet werden oder müssen aufwändig aufbereitet werden. Schwerpunkt des IEK-1 ist die Wieder-Nutzung der keramischen Komponenten der Zelle entweder erneut in SOCs oder in alternativen Anwendungen.

https://www.wasserstoff-leitprojekte.de/leitprojekte/h2giga

ElChFest

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Im Verbundvorhaben ElChFest arbeiten wir zusammen mit unseren Partnern in Karsruhe an der Entwicklung einer Festoxidelektrolysezelle (SOEC) auf Basis von dotiertem Cerioxid, sowie an der Optimierung der Zelle und deren Betriebsweise. Hierzu werden detaillierte materialwissenschaftliche, mikrostrukturelle und elektrochemische Untersuchungen durchgeführt, mit deren Hilfe die mechanische Spannung in der Zelle als Funktion der Betriebsparameter ermittelt werden kann.

NOUVEAU

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Das von der europäischen Kommission geförderte NOUVEAU-Projekt befasst sich durch das Mitwirken verschiedenster Institutionen aus Industrie und (außer-)universitären Forschungseinrichtungen auf intereuropäischer Ebene mit einer nachhaltigeren Gestaltung von Festoxidzellen (Solid Oxide Cells, SOCs). Ziel ist es, durch die Anwendung moderner Beschichtungstechnologien und Modellierung sowie nachhaltigerem Design und Recyclingstrategien neue Zellen und Stacks mit deutlicher Einsparung in der Nutzung von seltenen Erden, Edelmetallen und Chrom entwickeln zu können. Seitens des Forschungszentrums Jülich steht die Ersetzung bisherig verwendeter hoch-chromhaltiger Edelstähle für den Einsatz als Interkonnektoren im Vordergrund, wobei die Verwendung kostengünstiger konventioneller Stähle mit reduziertem Chromanteil durch den Einsatz einer geeigneten Beschichtung ermöglicht werden soll. Die Charakterisierung der entstehenden Verbunde sowie die Untersuchung ihrer Resistenz gegenüber Korrosion und Chromabdampfung erfolgt in enger Zusammenarbeit von IEK-1 und IEK-2.