{"id":165324,"date":"2019-02-08T14:30:22","date_gmt":"2019-02-08T13:30:22","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=165324"},"modified":"2019-02-08T14:30:22","modified_gmt":"2019-02-08T13:30:22","slug":"festoxid-brennstoffzelle-liefert-erstmals-100-000-stunden-strom","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/festoxid-brennstoffzelle-liefert-erstmals-100-000-stunden-strom\/","title":{"rendered":"Festoxid-Brennstoffzelle liefert erstmals 100.000 Stunden Strom"},"content":{"rendered":"

Mit einer Betriebszeit von \u00fcber elf Jahren knackte die Hochtemperatur-Brennstoffzelle aus dem Forschungszentrum J\u00fclich<\/a> weltweit alle Rekorde \u2013 und das bei einer Temperatur von 700 Grad. Die J\u00fclicher Entwicklung h\u00e4tte sogar noch l\u00e4nger durchgehalten. Doch die Wissenschaftler leiteten vor wenigen Tagen schrittweise das Ende ihres Langzeitversuchs ein. Nun stehen weitere Untersuchungen bevor. Denn die hohe Betriebstemperatur stellt gro\u00dfe Anforderungen an die verbauten Materialien.<\/p>\n

Durch den erfolgreichen Test unter Leitung von Prof. Ludger Blum vom J\u00fclicher Institut f\u00fcr Energie- und Klimaforschung (IEK-3) zeigten die Wissenschaftler, dass die J\u00fclicher Brennstoffzelle der Anwendungsreife ein gro\u00dfes St\u00fcckchen n\u00e4hergekommen ist. Keramische Hochtemperatur-Brennstoffzellen gelten als h\u00f6chst-effizient. Zudem sind sie umweltschonend, emissions- und wartungsarm.<\/p>\n

M\u00f6gliche Anwendungsgebiete der Zelle sind die dezentrale Strom- und W\u00e4rmeversorgung im Haushalt, in gr\u00f6\u00dferen Wohngebieten, in der Industrie sowie Nutzung als System f\u00fcr Z\u00fcge oder Schiffe. F\u00fcnf bis zehn Jahre beziehungsweise umgerechnet 40.000 bis 80.000 Stunden m\u00fcssen Hochtemperatur-Brennstoffzellen laufen, bis der Einsatz wirtschaftlich wird.<\/p>\n

Zellinneres wird erforscht<\/h3>\n

Die J\u00fclicher \u201eSolid Oxide Fuel Cell\u201c (SOFC), zu deutsch Festoxid-Brennstoffzelle, hielt deutlich l\u00e4nger durch. Seit dem 6. August 2007 lieferte der aus zwei Zellen bestehende Zellstapel \u00fcber 93.000 Stunden kontinuierlich Strom, insgesamt ca. 4.600 kWh. Zum Vergleich: Das entspricht in etwa der Strommenge, die ein Einfamilien-Haushalt in einem Jahr verbraucht.<\/p>\n

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Bis auf die Farbe \u00e4u\u00dferlich kaum gealtert: SOFC-Stack vor dem Start des Versuchs im Jahr 2007 (links) und im Jahr 2019 nach 100.000 Stunden im Dauerbetrieb (rechts) \u00a9Forschungszentrum J\u00fclich<\/figcaption><\/figure>\n

Mit dem Abschalten der SOFC kommen neue Aufgaben auf die Forscher zu. \u00c4u\u00dferlich haben sich die metallischen Bauteile im Laufe der Jahre zwar erkennbar ver\u00e4ndert: Die metallisch-silbrig gl\u00e4nzende Oberfl\u00e4che ist deutlich dunkler, fast schwarz, geworden. Doch abgesehen von dieser unvermeidbaren oberfl\u00e4chlichen Oxidation sind von au\u00dfen keine weiteren negativen Ver\u00e4nderungen festzustellen.<\/p>\n

\u201eWir sind schon ganz gespannt, wie es im Innern aussieht\u201c, so Dr. Norbert Menzler vom Institut f\u00fcr Energie- und Klimaforschung (IEK-1). Menzler ist zust\u00e4ndig f\u00fcr die Entwicklung der keramischen Zellen. \u201eIn welchem Zustand sich die Zelle befindet, ist im laufenden Betrieb kaum ersichtlich. Bislang hat weltweit noch niemand eine Zelle nach 100.000 Betriebsstunden bei so hohen Temperaturen untersuchen k\u00f6nnen.\u201c\u00a0Mit unterschiedlichen Methoden werden die Forscher in der n\u00e4chsten Zeit genau analysieren, wie sich die jahrelange extreme thermische Belastung auf die keramischen Komponenten, Glaslot-Dichtungen und metallischen Verbindungsst\u00fccke \u2013 die sogenannten Interkonnektoren \u2013, auswirkte. Die Erkenntnisse flie\u00dfen in die Entwicklung neuer Materialien und Designans\u00e4tze ein, um die Alterungsbest\u00e4ndigkeit weiter zu verbessern.<\/p>\n

Reversibles Modell im Test<\/h3>\n

Aktuell testen die Wissenschaftler um Luder Blum eine reversibel betreibbare Version der SOFC. Diese liefert nicht nur Strom, sondern kann in einem umgekehrten Betriebsmodus auch Wasserstoff und Sauerstoff durch Wasserelektrolyse erzeugen. Auch diese Weiterentwicklung hat schon sehr gute Ergebnisse erzielt. Sie ist die erste Hochtemperatur-Brennstoffzelle, die im Wasserstoffbetrieb mit 62 Prozent einen Wirkungsgrad von \u00fcber 60 Prozent erreicht.<\/p>\n

Hintergrund<\/h3>\n

Seit 25 Jahren arbeiten die Wissenschaftler des FZ J\u00fclich an der SOFC. Mittlerweile erhielten sie f\u00fcr ihre Entwicklung 95 Patente. An der Forschung zur SOFC sind verschiedene Bereiche des Instituts f\u00fcr Energie- und Klimaforschung (IEK-1, IEK-2, IEK-3, IEK-9) sowie das Zentralinstitut f\u00fcr Engineering, Elektronik und Analytik (ZEA-1) beteiligt. Auch der oben beschriebene Rekord-Stapel besteht gr\u00f6\u00dftenteils aus selbstentwickelten Komponenten. Dazu z\u00e4hlen etwa die keramischen Zellen, die Kontaktschichten und eine spezielle Glaskeramik, die aufgrund der hohen Temperaturen zur Abdichtung eingesetzt wird. Das Material f\u00fcr die Zwischenplatten, die auch als Interkonnektoren bezeichnet werden, mit denen sich die Zellen zu einem \u201eStack\u201c (englisch f\u00fcr \u201eStapel) zusammensetzen lassen, stammt von der \u00f6sterreichischen Firma Plansee SE<\/a> in Reutte.<\/p>\n

Bild oben:\u00a0J\u00fclicher Hochtemperatur-Brennstoffzellen nach 100.000 Stunden im Dauerbetrieb bei 700 Grad\u00a0<\/span>\u00a9Forschungszentrum J\u00fclich \/ Regine Panknin<\/cite><\/span><\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Mit einer Betriebszeit von \u00fcber elf Jahren knackte die Hochtemperatur-Brennstoffzelle aus dem Forschungszentrum J\u00fclich weltweit alle Rekorde \u2013 und das bei einer Temperatur von 700 Grad. Die J\u00fclicher Entwicklung h\u00e4tte sogar noch l\u00e4nger durchgehalten. Doch die Wissenschaftler leiteten vor wenigen Tagen schrittweise das Ende ihres Langzeitversuchs ein. Nun stehen weitere Untersuchungen bevor. Denn die hohe […]<\/p>\n","protected":false},"author":1706,"featured_media":510573,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":"","footnotes":""},"categories":[23253],"tags":[94120,94123,35846,94126,94129],"location":[24328],"article_type":[],"serie":[],"archives":[],"internal_archives":[],"reboot-archive":[],"class_list":["post-165324","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-nachhaltigkeit","tag-brennstoffzelle-de","tag-festoxid-brennstoffzelle-de","tag-forschungszentrum-juelich-de","tag-hochtemperatur-brennstoffzelle-de","tag-sofc-de","location-deutschland"],"blocksy_meta":[],"acf":{"subtitle":"","text_display_homepage":false},"author_meta":{"display_name":"Almut Otto","author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/almut-otto\/"},"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2019\/02\/2019-02-07-sofc-100000-450.jpg","coauthors":[],"tax_additional":{"categories":{"linked":["Nachhaltigkeit<\/a>"],"unlinked":["Nachhaltigkeit<\/span>"]},"tags":{"linked":["Brennstoffzelle<\/a>","Festoxid-Brennstoffzelle<\/a>","Forschungszentrum J\u00fclich<\/a>","Hochtemperatur-Brennstoffzelle<\/a>","SOFC<\/a>"],"unlinked":["Brennstoffzelle<\/span>","Festoxid-Brennstoffzelle<\/span>","Forschungszentrum J\u00fclich<\/span>","Hochtemperatur-Brennstoffzelle<\/span>","SOFC<\/span>"]}},"comment_count":"0","relative_dates":{"created":"Posted 7 years ago","modified":"Updated 7 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on February 8, 2019","modified":"Updated on February 8, 2019"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on February 8, 2019 2:30 pm","modified":"Updated on February 8, 2019 2:30 pm"},"featured_img_caption":"","series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/165324","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1706"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=165324"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/165324\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/510573"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=165324"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=165324"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=165324"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=165324"},{"taxonomy":"article_type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/article_type?post=165324"},{"taxonomy":"serie","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/serie?post=165324"},{"taxonomy":"archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/archives?post=165324"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=165324"},{"taxonomy":"reboot-archive","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/reboot-archive?post=165324"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}