Untersuchung des Leistungsverhaltens von SOFC-ShortStacks bei erhöhtem Druck

Abstract

Wie in Kapitel 2 beschrieben, haben nur wenige Forschungseinrichtungen eine druckaufgeladene SOFC im Versuch betrieben und erforscht. Die Tatsache, dass ein Großteil der Versuchsstände in industriellen Einrichtungen entwickelt und betrieben wurde, verhindert eine Veröffentlichung der Testdaten und Ergebnisse. Bis Ende 2016 möchte das DLR ein eigenes Demonstrations-Hybridkraftwerk entwickeln und realisieren. Im Vorfeld dieses Projekts hat das DLR Rechenmodelle entwickelt, um die einzelnen Komponenten des Hybridsystems zu simulieren. So konnten die Ergebnisse der einzelnen Rechenmodelle mit den Realdaten echter Komponenten verglichen werden. Die Simulationsergebnisse des atmosphärischen SOFC-Modells wurden mit dem SIEMENS SFC-5 System verglichen, lediglich für ein druckaufgeladenes SOFC-System stehen keine Realdaten für zur Verfügung bzw. wurden keine verlässlichen Daten publiziert. Daher werden innerhalb des Projekts Hybridkraftwerk beim DLR eigene Forschungen mit druckaufgeladenen SOFC-Stacks durchgeführt. Innerhalb dieses Projekts sollen die internen Mechanismen, die elektrochemischen Reaktionen und das Verhalten von SOFCs bei erhöhtem Druck charakterisiert werden. Gegen Ende des Projekts soll die PSOFC soweit erforscht sein, dass sich verlässliche Aussagen über Auswirkungen des Drucks auf die Elektrochemie und Leistung der Zelle machen lassen. Daher soll im Rahmen dieser Arbeit der Versuchsstand DLR 14 in Betrieb genommen und mit diesem das Leistungsverhalten von planaren, anodengestützten SOFCShortStacks untersucht werden. Der erste Versuch soll als Testlauf dienen, in dem die Inbetriebnahme stattfindet. In den folgenden Versuchen sollen die ShortStacks bei unterschiedlichen Drücken und Temperaturen betrieben werden und die Messwerte in Hinblick auf das Leistungsverhalten ausgewertet werden. Abschließend sollen die Ergebnisse hinsichtlich der vielversprechendsten Betriebsparameter bewertet und eine Empfehlung sowie ein Ausblick für die weitere Forschungsrichtung gegeben werden.