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TU Wien: Forschende wollen Betriebstemperatur von Festoxid-Brennstoffzellen senken

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Wien - Brennstoffzellen werden im Verkehrssektor eingesetzt, können aber auch beispielsweise für die Stromversorgung genutzt werden. Festoxid-Brennstoffzellen sind in der Regel deutlich günstiger, benötigen aber hohe Betriebstemperaturen von rd. 800 Grad.

Um diese Betriebstemperatur zu senken, forschen Wissenschaftler der TU Wien an alternativen Materialien, die sich als Kathode eignen. Neue Brennstoffzellen werden entwickelt, die noch langzeitstabiler und kostengünstiger herzustellen sind als bisher. Dazu ist es notwendig, die Betriebstemperatur auf etwa 450 bis 600 Grad Celsius zu senken. Für den Betrieb der Festoxid-Bbrennstoffzelle bei niedrigeren Temperaturen stellt bisher vor allem der Sauerstoffeinbau an der Kathode einen Flaschenhals dar, denn die chemische Reaktion läuft nun langsamer ab.

Forschende sind weltweit auf der Suche nach Wegen, um neue Elektrodenmaterialien zu entwickeln, die auch bei niedrigeren Temperaturen Sauerstoff ausreichend schnell einbauen können. Ein Knackpunkt ist bisher das Messverahren. Forschenden der TU Wien ist es nun gelungen, die Geschwindigkeit des Sauerstoffeinbaues zu messen.

Die Elektrodenmaterialen werden in einer Vakuumkammer mit einem Laser hergestellt und direkt mittels Impedanzspektroskopie untersucht. Dabei ist es mit der weltweit einzigartigen „in situ PLD“-Messung gelungen, saubere Elektrodenoberflächen zu untersuchen. Im Ergebnis können die Forschenden erstmals beobachten, dass der Sauerstoffaustausch auf sehr unterschiedlichen Materialien dem gleichen Mechanismus zu folgen scheint. Entscheidend ist danach die Verfügbarkeit von Sauerstoffleerstellen an der Oberfläche.

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29.12.2021