Trutz Theuer

 

Elektrochemische Charakterisierung unterschiedlich dotierter lanthanhaltiger perowskitischer Elektroden sowie deren Beständigkeit gegen Chromvergiftung

Schematisches Setup – Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) via 3-Elektrodensystem Urheberrecht: Sarda, Venkatesh, “An Experimental Investigation into Degradation in a SOFC Anode“, Dissertation RWTH Aachen & Forschungszentrum Jülich GmbH, 2016

Ein Grund für die Zelldegradation von Festoxid-Brennstoffzellen, stellt die Chromvergiftung dar. Ablagerung von Cr2O3 und SrCrO4 zwischen Kathode und Stromsammler, aber zum Teil auch zwischen Kathode und Elektrolyt, verringern die Zellleistung. Zu untersuchen sind die Bedingungen für einen zugrundeliegenden chemischen bzw. elektrochemischen Mechanismus sowie den Ort der Ablagerungen.

Das Thema der Masterarbeit bezieht sich auf die elektrochemische Charakterisierung von symmetrischen Festoxid-Brennstoffzellen (SOFCs) mit variablen Kathodenmaterialien (z.B. LSC, LSCF, LSF) in An- / Abwesenheit einer Chromquelle. Neben dem Aufbau sowie der Inbetriebnahme geeigneter Einzelzellprüfstände stehen Messungen der Zellimpedanzen und Strom/Spannungs-Kennlinien im Fokus. Um aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen werden die verschiedenen Kathodenmaterialien hinsichtlich zuvor festgelegter Temperaturen, Feuchtigkeiten und Sauerstoffpartialdrücke charakterisiert und für zuvor festgelegte Zeiträume betrieben. Eine Analyse der Impedanzspektren anhand geeigneter Ersatzschaltbilder, im Zusammenspiel mit einer Auswertung der „Distribution of Relaxation Times (DRT)“, soll die Beständigkeit der unterschiedlichen Kathodenwerkstoffe gegen Chromvergiftungen aufklären. Des Weiteren sollten nach einer intensiven Charakterisierung erste Aussagen über den Mechanismus der Chromvergiftung von lanthanhaltigen perowskitischen Luftelektroden (Kathoden) möglich sein.