Festoxidzellen (Solid Oxide Cells, SOCs) für die Hochtemperaturelektrolyse weisen eine ausgezeichnete Reaktionskinetik und eine günstige Thermodynamik auf. Diese Eigenschaften machen sie hocheffizient für die Produktion von Wasserstoff, einer Schlüsselkomponente für eine nachhaltige Energiewende. Allerdings haben die modernen Nickel (Ni)-Cermet-Elektroden, die derzeit in industriellen Anwendungen im Einsatz sind, erhebliche Stabilitätsprobleme. Im Laufe der Zeit degradieren diese Elektroden, was den langfristigen Einsatz und die Zuverlässigkeit von Festoxid-Elektrolysezellensystemen beeinträchtigt.

In dieser Arbeit wurde eine detaillierte Untersuchung des Degradationsverhaltens von Ni-Cermets durchgeführt, um optimierte Betriebsbedingungen zu bestimmen. Als primärer Degradationsmechanismus wurde die Nickelverarmung innerhalb der Elektrodenstruktur identifiziert, die die Leistung über längere Betriebszeiten beeinträchtigt.

Um dieses Problem zu lösen, wurden nickelfreie Perowskit-Elektrodenmaterialien als mögliche Alternative untersucht. Diese Materialien wurden in Langzeitelektrolyse getestet, um ihre Eignung für die Wasserstofferzeugung zu bewerten. Die Forschungsarbeiten führten zur Entwicklung von Hochleistungselektrodenmaterialien mit deutlich verbesserter Langzeitstabilität im Vergleich zu den Industriematerialien, was sie zu vielversprechenden Kandidaten für zukünftige industrielle Anwendungen macht.