Montanuniversität Leoben
Leoben | Website
Kurzbeschreibung
Der Prüfstand samt Gasversorgung/–analyse und Impedanzspektrometer dient zur elektrochemischen Charakterisierung von Hochtemperaturbrennstoffzellen und Hochtemperaturelektrolysezellen mit Schwerpunkt auf der grundlagenorientierten Charakterisierung von neu entwickelten Luftelektrodenmaterialien.
Ansprechperson
Assoz.Prof. DI Dr. Edith Bucher
Research Services
Elektrochemische Charakterisierung von Hochtemperaturbrennstoffzellen (SOFC) und Hochtemperaturelektrolysezellen (SOEC)
Methoden & Expertise zur Forschungsinfrastruktur
Der Lehrstuhl für Physikalische Chemie der Montanuniversität Leoben besitzt eine international ausgewiesene Expertise auf dem Forschungsgebiet der Hochtemperaturbrennstoffzelle (SOFC - Solid Oxide Fuel Cell) und Hochtemperaturelektrolysezelle (SOEC - Solid Oxide Electrolysis Cell) für die nachhaltige Bereitstellung und Speicherung von umweltfreundlicher Energie mit hohem Wirkungsgrad. Mit dem Prüfstand soll unter anderem die innovative Kombination von SOFC und SOEC in einer Reversiblen Festoxidzelle (RSOC – Reversible Solid Oxide Cell) erforscht werden, welche je nach Bedarf entweder gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandelt (Brennstoffzellenbetrieb) oder umgekehrt Strom in Form von chemischer Energie speichert (Elektrolysebetrieb). Die Kombination der beiden Technologien in einem System ist ein enormer Vorteil, da der Wechsel vom SOFC- in den SOEC-Betrieb kurzfristig möglich ist. Der äußerst hohe Wirkungsgrad des RSOC-Systems und die Tatsache, dass neben reinem Wasserstoff auch Synthesegas und kommerzielle Energieträger (Erdgas, Alkohole, Diesel etc.) als Brennstoffe eingesetzt werden können, ist ein bedeutender Vorteil gegenüber anderen Brennstoffzellentypen, welche meist auf hochreinen Wasserstoff angewiesen sind und nur entweder im Brennstoffzellen- oder im Elektrolysemodus betrieben werden können.
Der Forschungsschwerpunkt des Lehrstuhls für Physikalische Chemie der Montanuniversität Leoben ist die Synthese und Charakterisierung von neuen Materialien für den zukünftigen Einsatz als Luftelektroden von SOFCs, SOECs und RSOCs. Aus den neuen Materialien werden mittels Siebdruck poröse Elektroden für Zelltests zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit hergestellt. Für ein zeiteffizientes Screening zur Bewertung der untersuchten Materialien und der eingestellten Mikrostrukturen sowie zur detaillierten Aufklärung der einzelnen Beiträge zum Zellwiderstand werden miniaturisierte Zellen („Buttoncells“, Elektrodenfläche ca. 0,8 cm²) ohne bzw. mit Referenzelektrode getestet. Auf dieser Ebene werden aufgrund der Kleinheit der Zellen sämtliche Inhomogenitäten bezüglich Temperatur, Gaszusammensetzung oder Stromdichte vermieden.
Eines der wichtigsten Ziele ist ein tieferes Verständnis für die chemischen und elektrochemischen Vorgänge der Zelldegradation aufzubauen und damit Lösungsansätze zu deren Vermeidung bzw. für die Regeneration von Zellen zu entwickeln.