Effiziente SOFC-Herstellung mittels Thermischer Spritzmethoden

Kurzfassung

Die planare Metall getragene Festelektrolyt-Brennstoffzelle (SOFC) sieht dünnschichtige Elektrolyt- und Elektrodenschichten vor, die mit Hilfe des Plasmaspritzverfahrens auf porösen metallischen Trägersubstraten aufgebaut werden. Die Gesamtdicke der Membran-Elektrodeneinheit (MEA) beträgt dabei lediglich ca. 100 μm. Diese Dünnschichtbauweise ermöglicht eine Verringerung der ohmschen und der Polarisationsverluste in der Zelle, außerdem ein Absenken der Betriebstemperatur auf 750°C und weist auch Vorteile bei Thermo- und Redoxzyklierung der Zelle auf. Sulzer Metco hat mit Hilfe neuer thermischer Spritztechnologien hoch-effiziente Lösungen für verschiedene Funktionsschichten auf SOFC-Komponenten entwickelt, die für die Herstellung Metall getragener SOFC in Kooperation mit dem DLR eingesetzt werden. Perowskitschichten sowie poröse Elektrodenschichten können effektiv mit dem neuen atmosphärischen Plasma¬brenner TriplexProTM-200 abgeschieden werden. Zusätzlich ermöglicht die neu entwickelte LPPS-TF (Low Pressure Plasma Spraying-Thin Film) –Technologie die kosteneffiziente Herstellung hochdichter und dünner Elektrolytschichten aus Yttriumoxid-stabilisiertem Zirkonoxid (YSZ). In diesem Beitrag werden die Fortschritte in der Entwicklung von Metall getragenen Zellen dargestellt und ein Ausblick auf die Möglichkeiten der neuen Spritztechnologien von Sulzer Metco für die SOFC gegeben.