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Oxidation of Ni-8YSZ anodes in Solid Oxide Fuel Cells - An "In status operandi" measurement method

Steenken, Valentin

Abstract:
Derzeit erfüllen Hochtemperaturbrennstoffzellensysteme (SOFCs) nicht die erforderliche Lebensdauer
für einen erfolgreichen Marktstart. Die Hauptschwierigkeiten liegen im spannungsinduzierten
Versagen des keramischen Elektrolyten durch wiederholte Oxidation und Reduktion
(RedOx) des Anodenmaterials.
Das Anodenmaterial wird durch Sintern auf Basis einer Pulvermischung aus Nickeloxid und
Yttrium stabilisiertem Zirkoniumoxid (YSZ) hergestellt. Bei Erstkontakt der Anode mit wasserstoffreichem
Brenngas wird das enthaltene Nickeloxid zu Nickel reduziert, so dass ein metallkeramischer
Verbundwerkstoff entsteht. ... mehr

Abstract (englisch):
Currently, Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) systems do not fulfill the required lifetime for a
successful product launch. The main difficulties lie in the stress-induced failure of the electrolyte
due to repeating oxidation and reduction (RedOx) of the anode material.
The most common anode material is fabricated from a precursor composed of a powder mixture
of ceramic nickel oxide and Yttria Stabilized Zirconia (YSZ). When hydrogen-rich fuel gas is
supplied to the cell, NiO is reduced to Ni, so that the precursor is converted into a Ni-YSZ
ceramic-metal-composite. The operation of a SOFC system starts with the unit heating up
to its operation temperature of 800 °C and stops with the unit cooling down back to room
temperature. ... mehr

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Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000094776
Veröffentlicht am 21.05.2019
Coverbild
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien - Keramische Werkstoffe und Technologien (IAM-KWT)
Publikationstyp Hochschulschrift
Jahr 2019
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000094776
Verlag Karlsruhe
Umfang X, 95 S.
Abschlussart Dissertation
Fakultät Fakultät für Maschinenbau (MACH)
Institut Institut für Angewandte Materialien - Keramische Werkstoffe und Technologien (IAM-KWT)
Prüfungsdatum 22.03.2019
Referent/Betreuer Prof. M. J. Hoffmann
Schlagworte SOFC, Hochtemperaturbrennstoffzelle, Brennstoffzelle, Nickeloxidation, Redoxzyklen, Messmethode Oxidation, Fuel cell, nickel oxidation, Redox cycle, measurement method oxidation
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